/*
Linux网络编程(五)——多路IO复用之select() 网络编程中，使用IO复用的典型场合：
1.当客户处理多个描述字时（交互式输入以及网络接口），必须使用IO复用。
2.一个客户同时处理多个套接口。
3.一个tcp服务程序既要处理监听套接口，又要处理连接套接口，一般需要用到IO复用。
4.如果一个服务器既要处理TCP，又要处理UDP，一般也需要用到IO复用。
5.如果一个服务器要处理多个服务或者多个协议，一般需要用到IO复用。
*/
/***********************************************************************
本程序功能：
使用单进程为多个客户端服务,接收到客户端发来的一条消息后，将该消息原样返回给客户端。
首先，建立一个监听套接字来接收来自客户端的连接。每当接收到一个连接后，将该连接套
接字加入客户端套接字数组，通过select实现多路复用。每当select返回时，检查套接字数
组的状态。并进行相应操作，如果是新的连接到来，则将新的连接套接字加入套接字数组，
如果客户端连接套接字变为可读，则对相应客户端进行响应。
***********************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#include <errno.h>
#define SERV_PORT 2046
#define LISTENQ 32
#define MAXLINE 1024
int
main(int argc, char **argv)
{
int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
int nready, client[FD_SETSIZE];
ssize_t n;
fd_set rset, allset;
char buf[MAXLINE];
socklen_t clilen;
struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,))==-){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit();
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构*/
memset(&servaddr,,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); /* 捆绑listenfd描述符 */
if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-){
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit();
}
/* 监听listenfd描述符*/
if(listen(listenfd,LISTENQ)==-){
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit();
}
maxfd = listenfd; /* 初始化最大文件描述符*/
maxi = -; /*client数组索引*/
for (i = ; i < FD_SETSIZE; i++)
client[i] = -; /* -1代表未使用*/
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listenfd, &allset); for ( ; ; ) {
rset = allset;
if((nready = select(maxfd+, &rset, NULL, NULL, NULL))<){
fprintf(stderr,"select Error\n");
exit();
}
if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /*有新的客户端连接到来*/
clilen = sizeof(cliaddr);
if((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &cliaddr, &clilen))<){
fprintf(stderr,"accept Error\n");
continue;
}
char des[sizeof(cliaddr)];
inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, des, sizeof(cliaddr));
printf("new client: %s, port %d\n",des,ntohs(cliaddr.sin_port)); for (i = ; i < FD_SETSIZE; i++)
if (client[i] < ) {
client[i] = connfd; /*保存新的连接套接字*/
break;
}
if (i == FD_SETSIZE){
fprintf(stderr,"too many clients");
exit();
}
FD_SET(connfd, &allset); /*将新的描述符加入监听数组中*/
if (connfd > maxfd)
maxfd = connfd;
if (i > maxi)
maxi = i; /*当前client数组最大下标值*/
if (--nready <= )
continue; /*可读的套接字全部出来完了*/
} for (i = ; i <= maxi; i++) { /*检查所有已经连接的客户端是否由数据可读*/
if ( (sockfd = client[i]) < )
continue;
if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) {
if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == ) {/*客户端主动断开了连接*/
close(sockfd);
FD_CLR(sockfd, &allset);
client[i] = -;
} else
write(sockfd, buf, n); if (--nready <= )
break; /*可读的套接字全部出来完了*/
}
}
}
}
/*
使用IO复用客户端
*/
/***********************************************************************
本程序(客户端)功能：
1.向服务器发起连接请求，并从标准输入stdin获取字符串，将字符串发往服务器。
2.从服务器中接收字符串，并将接收到的字符串输出到标准输出stdout.
=========================================================================
问题：由于既要从标准输入获取数据，又要从连接套接字中读取服务器发来的数据。
为避免当套接字上发生了某些事件时，程序阻塞于fgets()调用，使用select
实现多路IO复用，或等待标准输入，或等待套接口可读。这样一来，若服务器
进程终止，客户端能马上得到通知。
=========================================================================
对于客户端套接口，需要处理以下三种情况：
1.服务器端发送了数据过来，套接口变为可读，且read返回值大于0
2.服务器端发送了一个FIN(服务器进程终止)，套接口变为可读，且read返回值等于0
3.服务器端发送了一个RST(服务器进程崩溃，且重新启动，此时服务器程序已经不认
识之前建立好了的连接，所以发送一个RST给客户端)，套接口变为可读，且read返回-1
错误码存放在了errno
***********************************************************************/
//使用多路复用select的客户端程序
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#define SERV_PORT 2046
#define MAXLINE 1024
#define max(x,y) (x)>(y) ? (x):(y)
void str_cli(FILE *fp, int sockfd);
int
main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if (argc != ){
fprintf(stderr,"usage: tcpcli <IPaddress>\n\a");
exit();
}
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,))==-){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit();
}
/*客户程序填充服务端的资料*/
memset(&servaddr,,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
if (inet_pton(AF_INET, argv[], &servaddr.sin_addr) <= ){
fprintf(stderr,"inet_pton Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit();
}
/* 客户程序发起连接请求*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-){
fprintf(stderr,"connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit();
}
str_cli(stdin, sockfd); /*重点工作都在此函数*/
exit();
} void
str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
int maxfdp1, stdineof;
fd_set rset;/*用于存放可读文件描述符集合*/
char buf[MAXLINE];
int n;
stdineof = ;/*用于标识是否结束了标准输入*/
FD_ZERO(&rset);
while(){
if (stdineof == )
FD_SET(fileno(fp), &rset);
FD_SET(sockfd, &rset);
maxfdp1 = max(fileno(fp), sockfd) + ;
if(select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL)<){/*阻塞，直到有数据可读或出错*/
fprintf(stderr,"select Error\n");
exit();
}
if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) { /*套接口有数据可读*/
if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == ) {
if (stdineof == )
return; /*标准输入正常结束*/
else
fprintf(stderr,"str_cli: server terminated prematurely");
}
write(fileno(stdout), buf, n);/*将收到的数据写到标准输出*/
}
if (FD_ISSET(fileno(fp), &rset)) { /*标准输入可读*/
if ( (n = read(fileno(fp), buf, MAXLINE)) == ) {
stdineof = ;
/*向服务器发送FIN，告诉它，后续已经没有数据发送了，但仍为读而开放套接口*/
if(-==shutdown(sockfd, SHUT_WR)){
fprintf(stderr,"shutdown Error\n");
}
FD_CLR(fileno(fp), &rset);
continue;
}
write(sockfd, buf, n);
}
}
}
/**********************************************************
注：关于close与shutdown的区别：
close()将描述字的访问计数减1，仅在访问计数为0时才关闭套接字。
而shutdown可以激发TCP的正常连接终止系列，而不管访问计数。
close()终止了数据传输的两个方向：读、写。
***********************************************************/
运行结果：
服务器端：
linux-code#./selectSrv &
[1] 5998
linux-code#new client: 127.0.0.1, port 53497
new client: 192.168.1.162, port 55807
客户端1：
linux-code# ./selectCli 127.0.0.1
hello,world!
hello,world!
客户端2：
linux-code# ./selectCli 192.168.1.162
hello,world!
hello,world!
利用netstat查看套接口连接情况如下：
linux-code# netstat -at
tcp 0 0 *:2046 *:* LISTEN
tcp 0 0 localhost.localdom:2046 localhost.localdo:53497 ESTABLISHED
tcp 0 0 ubuntu:2046 ubuntu:55807 ESTABLISHED
tcp 0 0 ubuntu:55807 ubuntu:2046 ESTABLISHED
tcp 0 0 localhost.localdo:53497 localhost.localdom:2046 ESTABLISHED