重点：socket共用方法中错误码的定义以及错误码的解析
//serhelp.h
#ifndef _vxser
#define _vxser
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
/**
* sersocket_init - socket初始化
* @listenfd：文件描述符
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int sersocket_init(int *listenfd);
/**
* listen_socket - 绑定端口号，监听套接字
* @listenfd：文件描述符
* @port：绑定的端口号
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int listen_socket(int listenfd, int port);
/**
* run_server - 运行服务器
* @listenfd：文件描述符
* */
void run_server(int listenfd);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
//sockhelp.c
//socket发送接收底层辅助方法
/*底层辅助方法不打印错误信息，由上层调用通过errno打印信息，并且不做参数验证，有调用函数验证*/
#include "sockhelp.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <fcntl.h>
/**
* readn - 读取指定大小的字节
* @fd：文件描述符
* @buf：接收字节缓冲区
* @count：指定的字节数
* 成功返回指定字节数，失败返回-1，对方连接已经关闭，返回已经读取字节数<count
* */
int readn(int fd, void *buf, int count)
{
//定义剩余字节数
int lread = count;
//定义每次读取的字节数
int nread = 0;
//定义辅助指针变量
char *pbuf = (char *) buf;
//如果剩余字节数大于0，循环读取
while (lread > 0)
{
nread = read(fd, pbuf, lread);
if (nread == -1)
{
//read()是可中断睡眠函数，需要屏蔽信号
if (errno == EINTR)
continue;
//read()出错，直接退出
return -1;
} else if (nread == 0)
{
//对方关联连接
return count - lread;
}
//重置剩余字节数
lread -= nread;
//辅助指针变量后移
pbuf += nread;
}
return count;
}
/**
* writen - 写入指定大小的字节
* @fd：文件描述符
* @buf：发送字节缓冲区
* @count：指定的字节数
* 成功返回指定字节数，失败返回-1
* */
int writen(int fd, void *buf, int count)
{
//剩余字节数
int lwrite = count;
//每次发送字节数
int nwrite = 0;
//定义辅助指针变量
char *pbuf = (char *) buf;
while (lwrite > 0)
{
nwrite = write(fd, pbuf, lwrite);
if (nwrite == -1)
{
//注意：由于有TCP/IP发送缓存区，所以即使对方关闭连接，发送也不一定会失败
//所以需要捕捉SIGPIPE信号
return -1;
}
lwrite -= nwrite;
pbuf += nwrite;
}
return count;
}
/**
* read_timeout - 读超时检测函数，不含读操作
* @fd：文件描述符
* @wait_seconds：等待超时秒数，如果为0表示不检测超时
* 成功返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno = ETIMEDOUT
* */
int read_timeout(int fd, unsigned int wait_seconds)
{
int ret = 0;
if (wait_seconds > 0)
{
//定义文件描述符集合
fd_set readfds;
//清空文件描述符
FD_ZERO(&readfds);
//将当前文件描述符添加集合中
FD_SET(fd, &readfds);
//定义时间变量
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = wait_seconds;
timeout.tv_usec = 0;
do
{
ret = select(fd + 1, &readfds, NULL, NULL, &timeout);
} while (ret == -1 && errno == EINTR);
//ret==-1时，返回的ret正好就是-1
if (ret == 0)
{
errno = ETIMEDOUT;
ret = -1;
} else if (ret == 1)
{
ret = 0;
}
}
return ret;
}
/**
* write_timeout - 写超时检测函数，不含写操作
* @fd：文件描述符
* @wait_seconds：等待超时秒数，如果为0表示不检测超时
* 成功返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno = ETIMEDOUT
* */
int write_timeout(int fd, unsigned int wait_seconds)
{
int ret = 0;
if (wait_seconds > 0)
{
//定义文件描述符集合
fd_set writefds;
//清空集合
FD_ZERO(&writefds);
//添加文件描述符
FD_SET(fd, &writefds);
//定义时间变量
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = wait_seconds;
timeout.tv_usec = 0;
do
{
ret = select(fd + 1, NULL, &writefds, NULL, &timeout);
} while (ret == -1 && errno == EINTR);
if (ret == 0)
{
errno = ETIMEDOUT;
ret = -1;
} else if (ret == 1)
{
ret = 0;
}
}
return ret;
}
/**
* accept_timeout - 带超时accept (方法中已执行accept)
* @fd：文件描述符
* @addr：地址结构体指针
* @wait_seconds：等待超时秒数，如果为0表示不检测超时
* 成功返回已连接的套接字，失败返回-1，超时返回-1并且errno = ETIMEDOUT
* */
int accept_timeout(int fd, struct sockaddr_in *addr, unsigned int wait_seconds)
{
int ret = 0;
if (wait_seconds > 0)
{
/*
* 说明：accept和connect都会阻塞进程，accept的本质是从listen的队列中读一个连接，是一个读事件
* 三次握手机制是由TCP/IP协议实现的，并不是由connect函数实现的，connect函数只是发起一个连接，
* connect并非读写事件,所以只能设置connect非阻塞，而用select监测写事件（读事件必须由对方先发送报文，时间太长了）
* 所以accept可以由select管理
* 强调：服务端套接字是被动套接字，实际上只有读事件
* */
fd_set readfds;
FD_ZERO(&readfds);
FD_SET(fd, &readfds);
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = wait_seconds;
timeout.tv_usec = 0;
do
{
ret = select(fd + 1, &readfds, NULL, NULL, &timeout);
} while (ret == -1 && errno == EINTR);
if (ret == -1)
{
return -1;
} else if (ret == 0)
{
ret = -1;
errno = ETIMEDOUT;
return ret;
}
//成功无需处理，直接往下执行
}
//一旦检测出select有事件发生，表示有三次握手成功的客户端连接到来了
//此时调用accept不会被阻塞
if (addr != NULL)
{
socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
ret = accept(fd, (struct sockaddr *) addr, &len);
} else
{
ret = accept(fd, NULL, NULL);
}
return ret;
}
/**
* activate_nonblock - 设置套接字非阻塞
* @fd：文件描述符
* 成功返回0，失败返回-1
* */
int activate_nonblock(int fd)
{
int ret = 0;
int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
if (flags == -1)
return -1;
flags = flags | O_NONBLOCK;
ret = fcntl(fd, F_SETFL, flags);
if (ret == -1)
return -1;
return ret;
}
/**
* deactivate_nonblock - 设置套接字阻塞
* @fd：文件描述符
* 成功返回0，失败返回-1
* */
int deactivate_nonblock(int fd)
{
int ret = 0;
int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
if (flags == -1)
return -1;
flags = flags & (~O_NONBLOCK);
ret = fcntl(fd, F_SETFL, flags);
if (ret == -1)
return -1;
return ret;
}
/**
* connect_timeout - 带超时的connect(方法中已执行connect)
* @fd：文件描述符
* @addr：地址结构体指针
* @wait_seconds：等待超时秒数，如果为0表示不检测超时
* 成功返回0.失败返回-1，超时返回-1并且errno = ETIMEDOUT
* */
int connect_timeout(int fd, struct sockaddr_in *addr, unsigned int wait_seconds)
{
int ret = 0;
//connect()函数是连接服务器，本来connect会阻塞，但是设置未阻塞之后，
//客户端仍然会三次握手机制，如果三次握手失败，那么客户端一定无法向文件描述符中写入数据
//如果连接成功，那么客户端就可以向文件描述符写入数据了，
//所以交给select监管的文件描述符如果可以写，说明连接成功，不可以写说明连接失败
//设置当前文件描述符未阻塞--设置非阻塞之后，
//connect在网络中非常耗时，所以需要设置成非阻塞，如果有读事件，说明可能连接成功
//这样有利于做超时限制
if (wait_seconds > 0)
{
if (activate_nonblock(fd) == -1)
return -1;
}
ret = connect(fd, (struct sockaddr *) addr, sizeof(struct sockaddr));
if (ret == -1 && errno == EINPROGRESS)
{
fd_set writefds;
FD_ZERO(&writefds);
FD_SET(fd, &writefds);
struct timeval timeout;
timeout.tv_sec = wait_seconds;
timeout.tv_usec = 0;
do
{
ret = select(fd + 1, NULL, &writefds, NULL, &timeout);
} while (ret == -1 && errno == EINTR);
//ret==-1 不需要处理，正好给ret赋值
//select()报错,但是此时不能退出当前connect_timeout()函数
//因为还需要取消文件描述符的非阻塞
if (ret == 0)
{
errno = ETIMEDOUT;
ret = -1;
} else if (ret == 1)
{
//ret返回为1（表示套接字可写），可能有两种情况，一种是连接建立成功，一种是套接字产生错误，
//此时错误信息不会保存至errno变量中，因此，需要调用getsockopt来获取。
int err = 0;
socklen_t len = sizeof(err);
ret = getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &err, &len);
if (ret == 0 && err != 0)
{
errno = err;
ret = -1;
}
//说明套接字没有发生错误，成功
}
}
if (wait_seconds > 0)
{
if (deactivate_nonblock(fd) == -1)
return -1;
}
return ret;
}
//commsocket.h
#include "sockhelp.h"
#ifndef _vx2016
#define _vx2016
/*
* 思考：select超时应该用在客户端，客户对时间有要求，
* 客户端不一定支持select，并且客户端IO也不多，所以管理IO使用多进程
* 服务器不需要使用select超时，但是需要select管理客户端连接和监听套接字
* */
//定义错误码
#define OK 0
#define Sck_BaseErr 3000
#define Sck_MacErr (Sck_BaseErr+1)
#define Sck_TimeoutErr (Sck_BaseErr+2)
#define Sck_ParamErr (Sck_BaseErr+3)
#define Sck_PipeClosed (Sck_BaseErr+4)
#define MAXBUFSIZE 1020 //留出4个字节存放包体大小
//定义粘包结构
typedef struct _packet
{
int len; //报文长度
char buf[MAXBUFSIZE]; //包体
} Packet;
//定义socket结构
typedef struct _mysock
{
int fd;
} Mysock;
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
/**
* strsockerr - 错误码转成字符串
* @err：错误码
* 返回错误信息
* */
char * strsockerr(int err);
/**
* socket_send - 报文发送
* @fd：文件描述符
* @buf：写入缓冲区
* @buflen：写入数据长度
* 成功返回0，失败返回-1
* */
int socket_send(int fd, void *buf, int buflen);
/**
* socket_recv - 报文接收
* @fd：文件描述符
* @buf：接收缓冲区
* @buflen：接收数据长度
* 成功返回0，失败返回-1
* */
int socket_recv(int fd, void *buf, int *buflen);
/**
* InstallSignal - 安装信号
* @signarr：信号数组
* @len：信号数组的长度
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int Install_Signal(int *signarr, int len,void (*handler)(int));
#ifdef __cplusplus
extern "C"
}
#endif
#endif
//commsocket.c -- socket上层方法实现
#include "commsocket.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
/**
* strsockerr - 错误码转成字符串
* @err：错误码
* 返回错误信息
* */
char * strsockerr(int err)
{
switch (err)
{
case OK:
return "success！";
case Sck_BaseErr:
return "方法内部错误！";
case Sck_MacErr:
return "malloc内存错误！";
case Sck_TimeoutErr:
return "select 超时错误！";
case Sck_ParamErr:
return "方法参数列表错误！";
case Sck_PipeClosed:
return "对等方已经关闭连接！";
default:
return "未识别错误码！";
}
}
/**
* socket_send - 报文发送
* @fd：文件描述符
* @buf：写入缓冲区
* @buflen：写入数据长度
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int socket_send(int fd, void *buf, int buflen)
{
int ret = 0;
Packet pack;
memset(&pack, 0, sizeof(pack));
//本地字节序转化成网络字节序
pack.len = htonl(buflen);
strncpy(pack.buf, buf, MAXBUFSIZE);
ret = writen(fd, &pack, buflen + 4);
if (ret == -1)
{
ret=Sck_BaseErr;
perror("writen() err");
return ret;
} else if (ret == buflen)
{
ret = 0;
}
return ret;
}
/**
* socket_recv - 报文接收
* @fd：文件描述符
* @buf：接收缓冲区
* @buflen：接收数据长度
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int socket_recv(int fd, void *buf, int *buflen)
{
int ret = 0;
//定义包体长度
int len = *buflen;
int hostlen = 0;
Packet pack;
memset(&pack, 0, sizeof(pack));
//获取报文字节数
ret = readn(fd, &pack.len, 4);
if (ret == -1)
{
perror("readn() err");
return -1;
} else if (ret < 4)
{
printf("peer is closed !\n");
return -1;
}
//网络字节转化成本地字节序
hostlen = ntohl(pack.len);
if (len < hostlen)
{
printf("socket_recv() 接收缓冲区太小！\n");
return -1;
}
ret = readn(fd, pack.buf, hostlen);
if (ret == -1)
{
perror("readn() err");
return -1;
} else if (ret < hostlen)
{
printf("peer is closed !\n");
return -1;
}
*buflen = hostlen;
strncpy(buf, pack.buf, hostlen);
return ret;
}
/**
* InstallSignal - 安装信号
* @signarr：信号数组
* @len：信号数组的长度
* 成功返回0，失败返回错误码
* */
int Install_Signal(int *signarr, int len,void (*handler)(int))
{
int ret = 0;
if (signarr == NULL)
{
ret = -1;
printf("Install_Signal() param not correct !\n");
return ret;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < len; i++)
{
//安装信号
if (signal(signarr[i], handler) == SIG_ERR)
{
ret = -1;
printf("signal() failed !\n");
break;
}
}
return ret;
}
