• close与shutdown


      首先看一个例子,如下图所示:

    当我们客户端发送ABCD再close套接字的时候,服务器端的接收通道也被关闭了,将无法接收ABCD的数据。如果想要仅仅关闭发送通道,保留接收通道,可以使用shutdown。

     一、close与shutdown 的区别:
      1、close终止了数据传送的两个方向
      2、shutdown 可以有选择的终止某个方向的数据传送或者数据传送的两个方向、

    二、shutdown 如果howto=1(SHUT_WR),就可以保证对等方接收到一个EOF字符,而不管其他进程是否已经打开了套接字(不管引用计数是否为1都激发TCP的正常终止连接)。而close不能保证(详见下面三中的例子,conn引用计数减为0才关闭),直到套接字引用计数减
    位0时才发送。也就是说直到所有的进程都关闭了套接字。

    三、
      int shutdown(int sockfd,int howto)
        howto=SHUT_RD (0)关闭连接的读的一半,不再接收数据
        howto=SHUT_WR (1)关闭连接的写的一半,
        howto=SHUT_RDWR(2)
    例子:
    int conn;
    pid_t pid=fork();
    if(pid==-1)
    ERR_EXIT("fork");
    if(pid==0)     //子进程
    {
       close(sock);

      ....       //通信
      close(conn);//子进程使用完conn,close conn 引用计数减为0,这时才会向双方发送FIN段。
    }else if(pid>0)   //父进程
    {
      close(conn);//父进程不会向客户端发送FIN.要考虑到引用计数。close(conn) 父进程用不到conn,将conn引用计数减一 。 shutdown(conn,SHUT_WR) 的话不理会引用计数,直接向对方发送FIN段
    }

    下面程序对比说明close与shutdown的区别:

    客户端程序:

    /*
    一、close与shutdown 的区别:
    1、close终止了数据传送的两个方向
    2、shutdown 可以有选择的终止某个方向的数据传送或者数据传送的两个方向、
    二、shutdown 如果howto=1,就可以保证对等方接收到一个EOF字符,而不管其他进程是否已经打开了
    套接字(不管引用计数是否为1都激发TCP的正常终止连接)。而close不能保证,直到套接字引用计数减
    位0时才发送。也就是说直到所有的进程都关闭了套接字。
    三、
        int shutdown(int sockfd,int howto)
        howto=SHUT_RD   关闭连接的读的一半,不再接收数据
        howto=SHUT_WR   关闭连接的写的一半,
        howto=SHUT_RDWR
    例子:
    int conn;
    pid_t pid=fork();
    if(pid==-1)
        ERR_EXIT("fork");
    if(pid==0)
    {
        close(sock);
        close(conn);//这时才会向双方发送FIN段。
    }else if(pid>0)
    {
        close(conn);//不会向客户端发送FIN
    }
    */
    #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/time.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 echo_cli(int sock)
    {
    /*
        char sendbuf[1024]={0};
        char recvbuf[1024]={0};    
        while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)!=NULL)//默认有换行符
        {
            
            writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
            int ret=readline(sock,recvbuf,1024);
            if(ret==-1)
                ERR_EXIT("readline");
            else if(ret==0)
            {
                printf("service closed
    ");
                break;
            }
            fputs(recvbuf,stdout);
            memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
            memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
        }
    */
        char sendbuf[1024]={0};
        char recvbuf[1024]={0};    
        fd_set rset;
        FD_ZERO(&rset);//初始化
        int nready;//准备好的个数
        int maxfd;
        int fd=fileno(stdin);//防止STDIN_FILLENO被重定向
        if(fd>sock)
            maxfd=fd;
        else 
            maxfd=sock;
        int stdineof=0;//标准输入是否被终止了(Ctrl+D)
        while(1)
        {
            if(stdineof==0)  FD_SET(fd,&rset);//循环中,shutdown之后继续循环的时候,stdin就已经要被清除不能再放在select监听
            FD_SET(sock,&rset);
            nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);
            if(nready==-1)
                ERR_EXIT("select error");
            if(nready==0)
                continue;
            if(FD_ISSET(sock,&rset))
            {
                int ret=readline(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf));
                if(ret==-1)
                    ERR_EXIT("readline error");
                else if(ret==0)
                {
                    ERR_EXIT("serve closed");
                    break;
                }
                fputs(recvbuf,stdout);
                memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
            }
            if(FD_ISSET(fd,&rset))
            {
                if(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)==NULL)//输入两行再按下ctrl+D后,服务器收到消息4秒之后才能回射
                                        //但套接字被close了
                {
                    /*     
                    close(sock);//实验,一旦收到EOF,关闭套接字。既不能接收也不能发送。而且服务器端也会崩溃???  (服务器端有无SIGPIPE信号处理的话)
                    sleep(5);
                    exit(EXIT_FAILURE);
                    */
                    shutdown(sock,SHUT_WR);//shutdown关闭可以产生回射,可以继续读数据和对面的关闭通知
                    stdineof=1;
                }
                else
                {
                    writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
                    memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
                }
            }
        }
        
        
    }
    void handle_sigpipe(int sig)
    {
        printf("recive a signal=%d
    ",sig);
    
    }
    int main(void)
    {
            signal(SIGPIPE,handle_sigpipe);//捕捉第二次write的SIGPIPE信号,默认终止进程
            int sock;
            if((sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
                ERR_EXIT("socket error");
        
            struct sockaddr_in servaddr;//本地协议地址赋给一个套接字
            memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
            servaddr.sin_family=AF_INET;
            servaddr.sin_port=htons(5188);
        
            servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服务器段地址
            //inet_aton("127.0.0.1",&servaddr.sin_addr);
        
            if(connect(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
                ERR_EXIT("connect");
    
            //利用getsockname获取客户端本身地址和端口,即为对方accept中的对方套接口
            struct sockaddr_in localaddr;
            socklen_t addrlen=sizeof(localaddr);
            if(getsockname(sock,(struct sockaddr *)&localaddr,&addrlen)<0)
                ERR_EXIT("getsockname error");
            printf("local IP=%s, local port=%d
    ",inet_ntoa(localaddr.sin_addr),ntohs(localaddr.sin_port));    
            //使用getpeername获取对方地址
        echo_cli(sock);//选择一个与服务器通信
        return 0;
    }

      服务器端程序:

    /*
    服务器进程要处理SIGPIPE信号,避免被该信号终止进程。利用shutdown函数我们还能够使得
    服务器能够将接收到的内容回射回去
    */
    
    #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)
            ;
            
    }
    void handle_sigpipe(int sig)
    {
        printf("recevie a sig=%d
    ",sig);//打印,不退出服务器进程
    }
    int main(void)
    {    
        
        signal(SIGCHLD,handle_sigchld);
        //signal(SIGPIPE,SIG_IGN);//忽略sigpipe信号
        signal(SIGPIPE,handle_sigpipe);
        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=sizeof(peeraddr);
        
    /*
        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。
        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;
            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;
                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
            {
                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;//更新maxfd
                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);//客户端清理,select就不用去监听
                        client[i]=-1;
                        close(conn);//前面程序BUG,对方关闭之后,我们服务器也要关闭套接口。让客户端接收到通知
                    }
                    fputs(recvbuf,stdout);
                    sleep(4);//服务器睡眠4秒。再回射数据,不马上回射过去。服务器收到客户端的数据等待4秒才回射。
                        //如果客户端用close关闭套接字,则不能回射回去。
        //由于对方关闭,返回RST字段,再次写的时候遇到RST段产生SIGPIPE信号会终止服务器,所以服务器需要加一个信号处理程序处理SIGPIPE信号。
                    writen(conn,recvbuf,strlen(recvbuf));//write :aaa  bbb ,RST,写aaa接收bbb,再bbb,有了SIGPIPE
                    if(--nready==0)
                        break;
                }
            }
        }
        return 0;
    }
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