• select模型(二 改进服务端)


    一、
    int select(int fds,fd_set *readfds,fd_set * writefds,fd_set * exceptfds,struct timeval * timeout);
    select 监管多个I/O,检测遍历[0,fds)的描述符,select实现的服务器称为并发(非并行)服务器,多核cpu才有并行
    可同时检测标准出入和网络端口事件,不会因为阻塞在标准输入而无法处理网络数据


    二、
    可读:可读事件产生的4种情况(前三种)
    套接口缓冲区有数据可读;
    连接的读一半关闭,即接收到,读操作将返回0,通知select
    如果是监听套接口(服务器),已完成连接队列不为空时;
    套接口上发生一个错误待处理,错误可以通过getsockopt指定SO_ERROR选项来获取


    可写:(第一种)
    套接口发送缓冲区有空间容纳数据(不断产生)
    连接的写一半关闭。对方关闭,不会发送数据过来,可以发送数据。第一次发送write,收到RST段。再次调用会产生SIGPIPE信号
    套接口上发生一个错误待处理,错误可以通过getsockopt指定SO_ERROR选项来获取


    异常:
    套接口存在带外数据。

    利用select改进回射服务器程序:

      如图所示:fd最多FD_SETSIZE个,fd=3(listenfd)放进rset。接下来若监听套接口产生事件,那么建立连接,将conn放入rset中。同时更新maxfd。

    服务器端改进:一个进程

    #include<unistd.h>
    #include<sys/types.h>
    #include<sys/socket.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<stdio.h>
    #include<errno.h>
    #include<netinet/in.h>
    #include<arpa/inet.h>
    #include<signal.h>
    #include<sys/wait.h>
    #define ERR_EXIT(m)
        do
        {
            perror(m);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }while(0)
    ssize_t readn(int fd,void *buf,size_t count)
    {
        size_t nleft=count;
        ssize_t nread;
        char *bufp=(char*)buf;
        while(nleft>0)
        {
            if((nread=read(fd,bufp,nleft))<0)
            {
                if(errno==EINTR)
                    continue;
                else
                    return -1;
            }
            else if(nread==0)
                return (count-nleft);
            bufp+=nread;
            nleft-=nread;
        }
        return count;
    }
    ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
    {
        size_t nleft=count;
        ssize_t nwritten;
        char *bufp=(char*)buf;
        while(nleft>0)
        {
            if((nwritten=write(fd,bufp,nleft))<=0)
            {
                if(errno==EINTR)
                    continue;
                return -1;
            }else if(nwritten==0)
                continue;
            bufp+=nwritten;
            nleft-=nwritten;
        }
        return count;
    
    }
    ssize_t recv_peek(int sockfd,void *buf,size_t len)
    {
        while(1)
        {
            int ret=recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK);//从sockfd读取内容到buf,但不去清空sockfd,偷窥
            if(ret==-1&&errno==EINTR)
                continue;
            return ret;
        }
    }
    //偷窥方案实现readline避免一次读取一个字符
    ssize_t readline(int sockfd,void * buf,size_t maxline)
    {
        int ret;
        int nread;
        size_t nleft=maxline;
        char *bufp=(char*)buf;
        while(1)
        {
            ret=recv_peek(sockfd,bufp,nleft);//不清除sockfd,只是窥看
            if(ret<0)
                return ret;
            else if(ret==0)
                return ret;
            nread=ret;
            int i;
            for(i=0;i<nread;i++)
            {
                if(bufp[i]=='
    ')
                {
                    ret=readn(sockfd,bufp,i+1);//读出sockfd中的一行并且清空
                    if(ret!=i+1)
                        exit(EXIT_FAILURE);
                    return ret;
                }
            }
            if(nread>nleft)
                exit(EXIT_FAILURE);
            nleft-=nread;
            ret=readn(sockfd,bufp,nread);
            if(ret!=nread)
                exit(EXIT_FAILURE);
            bufp+=nread;//移动指针继续窥看
        }
        return -1;
    }
    void handle_sigchld(int sig)
    {
        
        while(waitpid(-1,NULL, WNOHANG)>0)
            ;
            
    }
    int main(void)
    {    
        
        signal(SIGCHLD,handle_sigchld);
        int listenfd;
        if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
            ERR_EXIT("socket error");
        //if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
        
    
        //本地协议地址赋给一个套接字
        struct sockaddr_in servaddr;
        memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family=AF_INET;
        servaddr.sin_port=htons(5188);
        servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//表示本机地址
    
        //开启地址重复使用,关闭服务器再打开不用等待TIME_WAIT
        int on=1;
        if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on))<0)
            ERR_EXIT("setsockopt error");
        //绑定本地套接字
        if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
            ERR_EXIT("bind error");
        if(listen(listenfd,SOMAXCONN)<0)//设置监听套接字(被动套接字)
            ERR_EXIT("listen error");
        
        struct sockaddr_in peeraddr;//对方套接字地址
        socklen_t peerlen;
        
    /*
        pid_t pid;
        while(1){
            if((conn=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen))<0)
                ERR_EXIT("accept error");
            //连接好之后就构成连接,端口是客户端的。peeraddr是对端
            printf("ip=%s port=%d
    ",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));
            pid=fork();
            if(pid==-1)
                ERR_EXIT("fork");
            if(pid==0){    
                    close(listenfd);
                    echo_srv(conn);
                    //某个客户端关闭,结束该子进程,否则子进程也去接受连接
                    //虽然结束了exit退出,但是内核还保留了其信息,父进程并未为其收尸。
                    exit(EXIT_SUCCESS);
            }else     close(conn);
        }
    */
        int client[FD_SETSIZE];//select最大文件描述符,用来保存已连接文件描述符。单进程时conn只有一个。
        int i=0;    
        for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
        {
            client[i]=-1;
        }
        int conn;//已连接套接字(主动套接字)
        int nready;
        int maxi=0;//最大不空闲位置
        int maxfd=listenfd;
        fd_set rset,allset;
        FD_ZERO(&rset);
        FD_ZERO(&allset);
        FD_SET(listenfd,&allset);
        while(1)
        {    
            rset=allset;
            //accept建立连接,套接口就有数据可读
            nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);//如果是监听套接口(服务器),已完成连接队列不为空时,accept不再阻塞;
            if(nready==-1)
            {
                if(errno==EINTR)
                    continue;  //若被信号打断可继续执行select
                ERR_EXIT("select error");
            }
            if(nready==0)
                continue;
            if(FD_ISSET(listenfd,&rset))//监听口有事件,已完成队列不为空
            {
                peerlen=sizeof(peeraddr);
                conn=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen);
                if(conn==-1)
                    ERR_EXIT("accept error");
                for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
                {
                    if(client[i]<0)
                    {
                        client[i]=conn;
                        if(i>maxi)
                            maxi=i;//更新最大不空闲位置
                        break;
                    }
                    
                }
                if(i==FD_SETSIZE)
                {
                    fprintf(stderr,"too many clents
    ");
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                printf("ip=%s port=%d
    ",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));
                
                FD_SET(conn,&allset);//将已连接套接字描述符放入allset,用于监测已连接套接口是否有客户端数据到来
                if(conn>maxfd)
                    maxfd=conn;
                if(--nready<=0)
                    continue;//如果事件已经处理完,就继续循环监听,不再执行以下代码
                
            }
            for(i=0;i<=maxi;i++)//小于等于
            {
                conn=client[i];
                if(conn==-1)
                    continue;
                if(FD_ISSET(conn,&rset))//已经连接套接字是否有事件,不用while(1)循环处理客户端发送,有select监听。
                {
                    int ret;
                    char recvbuf[1024];
                    memset(&recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
                    ret=readline(conn,recvbuf,1024);                                                               
                    if(ret==-1)
                        ERR_EXIT("readline");            
                    else if(ret==0)
                    {
                        printf("client close
    ");
                        FD_CLR(conn,&allset);//客户端关闭,select就不用去监听
                        client[i]=-1;//将已连接套接口数组重置为-1
                    }
                    fputs(recvbuf,stdout);
                    writen(conn,recvbuf,strlen(recvbuf));
                    if(--nready==0)
                        break;
                }
            }
        }
        return 0;
    }
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