Linux网络编程——tcp并发服务器（I/O复用之select）

与多线程、多进程相比，I/O复用最大的优势是系统开销小，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线程和进程。

代码示例：

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

#define SERV_PORT 8080
#define LIST 20                //服务器最大接受连接
#define MAX_FD 10              //FD_SET支持描述符数量


int main(int argc, char *argv[])
{
	int sockfd;
	int err;
	int i;
	int connfd;
	int fd_all[MAX_FD]; //保存所有描述符，用于select调用后，判断哪个可读

	//下面两个备份原因是select调用后，会发生变化，再次调用select前，需要重新赋值
	fd_set fd_read;    //FD_SET数据备份
    fd_set fd_select;  //用于select

	struct timeval timeout;         //超时时间备份
	struct timeval timeout_select;  //用于select

	struct sockaddr_in serv_addr;   //服务器地址
	struct sockaddr_in cli_addr;    //客户端地址
	socklen_t serv_len;
	socklen_t cli_len;

	//超时时间设置
	timeout.tv_sec = 10;
	timeout.tv_usec = 0;

	//创建TCP套接字
	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(sockfd < 0)
	{
		perror("fail to socket");
		exit(1);
	}

	// 配置本地地址
	memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
	serv_addr.sin_family = AF_INET;			// ipv4
	serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);	// 端口， 8080
	serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip

    serv_len = sizeof(serv_addr);

	// 绑定
	err = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);
	if(err < 0)
	{
		perror("fail to bind");
		exit(1);
	}

	// 监听
	err = listen(sockfd, LIST);
	if(err < 0)
	{
		perror("fail to listen");
		exit(1);
	}

	//初始化fd_all数组
	memset(fd_all, -1, sizeof(fd_all));

	fd_all[0] = sockfd;   //第一个为监听套接字

	FD_ZERO(&fd_read);	// 清空
	FD_SET(sockfd, &fd_read);  //将监听套接字加入fd_read

	int maxfd = fd_all[0];  //监听的最大套接字

	while(1){

		// 每次都需要重新赋值，fd_select，timeout_select每次都会变
        fd_select = fd_read;
        timeout_select = timeout;

		// 检测监听套接字是否可读，没有可读，此函数会阻塞
		// 只要有客户连接，或断开连接，select()都会往下执行
		err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, NULL);
		//err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, (struct timeval *)&timeout_select);
		if(err < 0)
		{
				perror("fail to select");
				exit(1);
		}

		if(err == 0){
            printf("timeout\n");
		}

		// 检测监听套接字是否可读
		if( FD_ISSET(sockfd, &fd_select) ){//可读，证明有新客户端连接服务器

            cli_len = sizeof(cli_addr);

			// 取出已经完成的连接
			connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len);
			if(connfd < 0)
			{
				perror("fail to accept");
				exit(1);
			}

			// 打印客户端的 ip 和端口
			char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};
			inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
			printf("----------------------------------------------\n");
			printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));

			// 将新连接套接字加入 fd_all 及 fd_read
			for(i=0; i < MAX_FD; i++){
				if(fd_all[i] != -1){
					continue;
				}else{
					fd_all[i] = connfd;
					printf("client fd_all[%d] join\n", i);
					break;
				}
			}

			FD_SET(connfd, &fd_read);

			if(maxfd < connfd)
			{
				maxfd = connfd;  //更新maxfd
			}

		}

		//从1开始查看连接套接字是否可读，因为上面已经处理过0（sockfd）
		for(i=1; i < maxfd; i++){
			if(FD_ISSET(fd_all[i], &fd_select)){
				printf("fd_all[%d] is ok\n", i);

				char buf[1024]={0};  //读写缓冲区
				int num = read(fd_all[i], buf, 1024);
				if(num > 0){

					//收到 客户端数据并打印
					printf("receive buf from client fd_all[%d] is: %s\n", i, buf);

					//回复客户端
					num = write(fd_all[i], buf, num);
					if(num < 0){
						perror("fail to write ");
						exit(1);
					}else{
						//printf("send reply\n");
					}

				}
				else if(0 == num){ // 客户端断开时

					//客户端退出，关闭套接字，并从监听集合清除
					printf("client:fd_all[%d] exit\n", i);
					FD_CLR(fd_all[i], &fd_read);
					close(fd_all[i]);
					fd_all[i] = -1;

					continue;
				}

			}else {
                //printf("no data\n");                  
            }
		}
	}

    return 0;
}

运行结果：

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