linux网络编程七：分散读readv和集中写writev

时间：2022-12-31 08:30:50

最近在看《linux高性能服务器编程》，在此做个日记，以激励自己，同时分享于有需要的朋友。


1. 分散读readv 和 集中写writev

readv将数据从文件描述符读到分散的内存块中，即分散读。

writev将多块分散的内存一并写入文件描述符中，即集中写。

#include <sys/uio.h>
ssize_t readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);
ssize_t writev(int fd, const struct iovec *vector, int count);

fd参数是被操作的文件描述符。

vector参数是iovec结构体：

#include <sys/uio.h>
struct iovec
{
void *iov_base;  //指向一个缓冲区，这个缓冲区是存放readv所接收的数据或是writev将要发送的数据
size_t iov_len;  //接收的最大长度以及实际写入的长度
};

count参数是vector数组的长度，即有多少块内存数据需要从fd读出或写到fd。

两者调用成功是返回读出/写入fd的字节数，失败返回-1,并设置errno。类似于简化版的recvmsg和sendmsg


2. 以下简陋的模拟WEB服务器，采用集中写的方式。我省略了HTTP请求的接收及解析， 直接将目标文件作为第3个参数传递给服务端程序，客户端telnet到服务端即可获得该文件。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <assert.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

//定义两种HTTP状态码和状态信息
static const char *status_line[2] = {"200 OK", "500 Internal server error"};


int main(int argc, char **argv)
{
if(argc != 4) {
fprintf(stderr, "Usage: %s ip port filename\n", basename(argv[0]));
return 1;
}

const char *ip = argv[1];
int port = atoi(argv[2]);
const char *file_name = argv[3];    //将目标文件作为程序的第三个参数传入

struct sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_port = htons(port);
inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);

int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
assert(sock >= 0);
printf("create socket success\n");

int reuse = 1;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));

int ret = bind(sock, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
assert(ret != -1);
fprintf(stderr, "bind address success\n");

ret = listen(sock, 5);
assert(ret != -1);
fprintf(stderr, "listen success\n");

struct sockaddr_in client;
socklen_t client_addrlength = sizeof(client);

fprintf(stderr, "start accept...\n");

int connfd = accept(sock, (struct sockaddr*)&client, &client_addrlength);
if(connfd < 0) {
printf("error: %s\n", strerror(errno));
}
else {
char header_buf[BUFFER_SIZE];             //用于保存HTTP应答的状态行、头部字段和一个空的缓冲区
memset(header_buf, '\0', BUFFER_SIZE);

char *file_buf = NULL;                    //用于存放目标文件内容的缓存
struct stat file_stat;                    //用于获取目标文件的属性
bool valid = true;                        //目标文件是否有效
int len = 0;                              //记录header_buf当前已使用的字节空间

if(stat(file_name, &file_stat) < 0) {     //目标文件不存在
valid = false;
}
else {
if(S_ISDIR(file_stat.st_mode)) {  //目标文件是目录
valid = false;
}
else if (file_stat.st_mode & S_IROTH) {               //当前用户是否有读权限，相对于目标文件
int fd = open(file_name, O_RDONLY);
file_buf = new char[file_stat.st_size + 1];
memset(file_buf, '\0', file_stat.st_size + 1);

fprintf(stderr, "reading %s file...", file_name);

if (read(fd, file_buf, file_stat.st_size) < 0) {
valid = false;
}
}
else {
valid = false;
}
}


if (valid) {   //目标文件有效
ret = snprintf(header_buf, BUFFER_SIZE-1,
"%s %s\r\n",
"HTTP/1.1", status_line[0]);

len += ret;
ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
"content-Length: %ld\r\n",
file_stat.st_size);

len += ret;
ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
"%s", "\r\n");

                                //将header_buf和file_buf的内容一并写出
struct iovec iv[2];
iv[0].iov_base = header_buf;
iv[0].iov_len = strlen(header_buf);
iv[1].iov_base = file_buf;
iv[1].iov_len = file_stat.st_size;

fprintf(stderr, "read %s success\nsending %s file to client...\n", file_name, file_name);

ret = writev(connfd, iv, 2);   //集中写

}
else {     //目标文件无效
ret = snprintf(header_buf, BUFFER_SIZE-1,
"%s %s\r\n",
"HTTP/1.1", status_line[1]);

len += ret;
ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
"%s", "\r\n");

fprintf(stderr, "read %s failed\nsending error message to client...\n", file_name);

send(connfd, header_buf, strlen(header_buf), 0);
}

close(connfd);

if (file_buf != NULL) {
delete[] file_buf;
file_buf = NULL;
}
}

close(sock);


return 0;
}



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