• linux网络编程：用C语言实现的聊天程序（异步通信）

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    本片文章，在上一篇：linux网络编程：用C语言实现的聊天程序（同步通信） 的基础上，增加了IO复用的功能，实现了聊天程序的异步通讯！

    1、使用IO复用可以在等待的时候加入了超时的时间，如果等待的时间没有达到超时时间，那么该情况与阻塞的情况一致。而当超时的时间到达时，仍没有数据接收到，系统回返回0，不再等待。select函数就实现了这个功能。

    2、select函数原型
    int select (int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, const struct timeval * timeout);
    a）返回值
    >0：就绪的描述符　　
    -1：出错　　
    0 ：超时　　 　　
    struct timeval{　　
    long tv_sec; // seconds　　
    long tv_usec; // microseconds
    }
    b）具体解释select的参数
    int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1；
    fd_set*readfds 文件描述符集合内，是否有数据可读；
    fd_set*writefds 文件描述符集合内，是否有数据可写；
    fd_set *errorfds 文件描述符集合内，是否有文件发生错误；
    struct timeval *timeout是select的超时时间，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，就是将select置于阻塞状态；第二， 若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第 三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞。
    c）4个宏可以操作文件描述符的集合
    void FD_ZERO (fd_set *fdset); // 初始化文件描述集合　　
    void FD_SET (int fd, fd_set *fdset); // 将描述符加入到集合中　　
    void FD_CLR (int fd, fd_set *fdset); // 将描述符中集合中删除　　
    int FD_ISSET (int fd, fd_set *fdset); // 检查描述符集合中指定的文件描述符是否可读写

    3、客户端源代码：

    1. #include <stdio.h>
    2. #include <stdlib.h>
    3. #include <string.h>
    4. #include <errno.h>
    5. #include <sys/socket.h>
    6. #include <arpa/inet.h>
    7. #include <netinet/in.h>
    8. #include <sys/types.h>
    9. #include <unistd.h>
    10. #include <sys/time.h>

    12. #define BUFLEN 1024

    14. int main(int argc, char **argv)
    15. {
    16.     int sockfd;
    17.     struct sockaddr_in s_addr;
    18.     socklen_t len;
    19.     unsigned int port;
    20.     char buf[BUFLEN];
    21.     fd_set rfds;
    22.     struct timeval tv;
    23.     int retval, maxfd;    
    24.     
    25.     /*建立socket*/
    26.     if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
    27.         perror("socket");
    28.         exit(errno);
    29.     }else
    30.         printf("socket create success! ");

    32.     /*设置服务器端口*/    
    33.     if(argv[2])
    34.         port = atoi(argv[2]);
    35.     else
    36.         port = 4567;
    37.     /*设置服务器ip*/
    38.     bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));
    39.     s_addr.sin_family = AF_INET;
    40.     s_addr.sin_port = htons(port);
    41.     if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *)&s_addr.sin_addr.s_addr) == 0) {
    42.         perror(argv[1]);
    43.         exit(errno);
    44.     }
    45.     /*开始连接服务器*/    
    46.     if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&s_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1){
    47.         perror("connect");
    48.         exit(errno);
    49.     }else
    50.         printf("conncet success! ");
    51.     
    52.     while(1){
    53.         /*把可读文件描述符的集合清空*/
    54.         FD_ZERO(&rfds);
    55.         /*把标准输入的文件描述符加入到集合中*/
    56.         FD_SET(0, &rfds);
    57.         maxfd = 0;
    58.         /*把当前连接的文件描述符加入到集合中*/
    59.         FD_SET(sockfd, &rfds);
    60.         /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/    
    61.         if(maxfd < sockfd)
    62.             maxfd = sockfd;
    63.         /*设置超时时间*/
    64.         tv.tv_sec = 5;
    65.         tv.tv_usec = 0;
    66.         /*等待聊天*/
    67.         retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    68.         if(retval == -1){
    69.             printf("select出错，客户端程序退出 ");
    70.             break;
    71.         }else if(retval == 0){
    72.             printf("客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting... ");
    73.             continue;
    74.         }else{
    75.             /*服务器发来了消息*/
    76.             if(FD_ISSET(sockfd,&rfds)){
    77.                 /******接收消息*******/
    78.                 bzero(buf,BUFLEN);
    79.                 len = recv(sockfd,buf,BUFLEN,0);
    80.                 if(len > 0)
    81.                     printf("服务器发来的消息是：%s,共有字节数是: %d ",buf,len);
    82.                 else{
    83.                     if(len < 0 )
    84.                         printf("接受消息失败！ ");
    85.                     else
    86.                         printf("服务器退出了，聊天终止！ ");
    87.                 break;    
    88.                 }
    89.             }
    90.             /*用户输入信息了,开始处理信息并发送*/
    91.             if(FD_ISSET(0, &rfds)){
    92.             _retry:    
    93.                 /******发送消息*******/    
    94.                 bzero(buf,BUFLEN);
    95.                 /*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/
    96.                 fgets(buf,BUFLEN,stdin);
    97.                 /*打印发送的消息*/
    98.                 //fputs(buf,stdout);
    99.                 if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){
    100.                     printf("client 请求终止聊天! ");
    101.                     break;
    102.                 }
    103.                 /*如果输入的字符串只有" "，即回车，那么请重新输入*/
    104.                 if(!strncmp(buf," ",1)){
    105.                     printf("输入的字符只有回车，这个是不正确的！！！ ");
    106.                     goto _retry;
    107.                 }
    108.                 /*如果buf中含有'n'，那么要用strlen(buf)-1，去掉'n'*/    
    109.                 if(strchr(buf,'n'))
    110.                     len = send(sockfd,buf,strlen(buf)-1,0);
    111.                 /*如果buf中没有'n'，则用buf的真正长度strlen(buf)*/    
    112.                 else
    113.                     len = send(sockfd,buf,strlen(buf),0);
    114.                 if(len > 0)
    115.                     printf(" 消息发送成功，本次共发送的字节数是：%d ",len);            
    116.                 else{
    117.                     printf("消息发送失败! ");
    118.                     break;            
    119.                 }    
    120.             }
    121.         }
    122.     
    123.     }
    124.     /*关闭连接*/
    125.     close(sockfd);

    127.     return 0;
    128. }

    4、服务器源代码：

    1. #include <stdio.h>
    2. #include <stdlib.h>
    3. #include <string.h>
    4. #include <errno.h>
    5. #include <sys/socket.h>
    6. #include <arpa/inet.h>
    7. #include <netinet/in.h>
    8. #include <sys/types.h>
    9. #include <unistd.h>
    10. #include <sys/time.h>

    12. #define BUFLEN 1024

    14. int main(int argc, char **argv)
    15. {
    16.     int sockfd, newfd;
    17.     struct sockaddr_in s_addr, c_addr;
    18.     char buf[BUFLEN];
    19.     socklen_t len;
    20.     unsigned int port, listnum;
    21.     fd_set rfds;
    22.     struct timeval tv;    
    23.     int retval,maxfd;
    24.     
    25.     /*建立socket*/
    26.     if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
    27.         perror("socket");
    28.         exit(errno);
    29.     }else
    30.         printf("socket create success! ");
    31.     /*设置服务器端口*/    
    32.     if(argv[2])
    33.         port = atoi(argv[2]);
    34.     else
    35.         port = 4567;
    36.     /*设置侦听队列长度*/
    37.     if(argv[3])
    38.         listnum = atoi(argv[3]);
    39.     else
    40.         listnum = 3;
    41.     /*设置服务器ip*/
    42.     bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));
    43.     s_addr.sin_family = AF_INET;
    44.     s_addr.sin_port = htons(port);
    45.     if(argv[1])
    46.         s_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    47.     else
    48.         s_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    49.     /*把地址和端口帮定到套接字上*/
    50.     if((bind(sockfd, (struct sockaddr*) &s_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1){
    51.         perror("bind");
    52.         exit(errno);
    53.     }else
    54.         printf("bind success! ");
    55.     /*侦听本地端口*/
    56.     if(listen(sockfd,listnum) == -1){
    57.         perror("listen");
    58.         exit(errno);    
    59.     }else
    60.         printf("the server is listening! ");
    61.     while(1){
    62.         printf("*****************聊天开始*************** ");
    63.         len = sizeof(struct sockaddr);
    64.         if((newfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &c_addr, &len)) == -1){
    65.             perror("accept");        
    66.             exit(errno);
    67.         }else
    68.             printf("正在与您聊天的客户端是：%s: %d ",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port));
    69.         while(1){
    70.             /*把可读文件描述符的集合清空*/
    71.             FD_ZERO(&rfds);
    72.             /*把标准输入的文件描述符加入到集合中*/
    73.             FD_SET(0, &rfds);
    74.             maxfd = 0;
    75.             /*把当前连接的文件描述符加入到集合中*/
    76.             FD_SET(newfd, &rfds);
    77.             /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/    
    78.             if(maxfd < newfd)
    79.                 maxfd = newfd;
    80.             /*设置超时时间*/
    81.             tv.tv_sec = 5;
    82.             tv.tv_usec = 0;
    83.             /*等待聊天*/
    84.             retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
    85.             if(retval == -1){
    86.                 printf("select出错，与该客户端连接的程序将退出 ");
    87.                 break;
    88.             }else if(retval == 0){
    89.                 printf("服务器没有任何输入信息，并且客户端也没有信息到来，waiting... ");
    90.                 continue;
    91.             }else{
    92.                 /*用户输入信息了,开始处理信息并发送*/
    93.                 if(FD_ISSET(0, &rfds)){
    94.                 _retry:
    95.                     /******发送消息*******/
    96.                     bzero(buf,BUFLEN);
    97.                     /*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/
    98.                     fgets(buf,BUFLEN,stdin);
    99.                     /*打印发送的消息*/
    100.                     //fputs(buf,stdout);
    101.                     if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){
    102.                         printf("server 请求终止聊天! ");
    103.                         break;
    104.                     }
    105.                     /*如果输入的字符串只有" "，即回车，那么请重新输入*/
    106.                     if(!strncmp(buf," ",1)){
    107.                         printf("输入的字符只有回车，这个是不正确的！！！ ");
    108.                         goto _retry;
    109.                     }    
    110.                     /*如果buf中含有'n'，那么要用strlen(buf)-1，去掉'n'*/            
    111.                     if(strchr(buf,'n'))
    112.                         len = send(newfd,buf,strlen(buf)-1,0);
    113.                     /*如果buf中没有'n'，则用buf的真正长度strlen(buf)*/    
    114.                     else
    115.                         len = send(newfd,buf,strlen(buf),0);
    116.                     if(len > 0)
    117.                         printf(" 消息发送成功，本次共发送的字节数是：%d ",len);            
    118.                     else{
    119.                         printf("消息发送失败! ");
    120.                         break;            
    121.                     }
    122.                 }
    123.                 /*客户端发来了消息*/
    124.                 if(FD_ISSET(newfd, &rfds)){
    125.                     /******接收消息*******/
    126.                     bzero(buf,BUFLEN);
    127.                     len = recv(newfd,buf,BUFLEN,0);
    128.                     if(len > 0)
    129.                         printf("客户端发来的信息是：%s,共有字节数是: %d ",buf,len);
    130.                     else{
    131.                         if(len < 0 )
    132.                             printf("接受消息失败！ ");
    133.                         else
    134.                             printf("客户端退出了，聊天终止！ ");
    135.                         break;    
    136.                     }
    137.                 }
    138.             }
    139.         }
    140.         /*关闭聊天的套接字*/
    141.         close(newfd);
    142.         /*是否退出服务器*/
    143.         printf("服务器是否退出程序：y->是；n->否? ");
    144.         bzero(buf, BUFLEN);
    145.         fgets(buf,BUFLEN, stdin);
    146.         if(!strncasecmp(buf,"y",1)){
    147.             printf("server 退出! ");
    148.             break;
    149.         }
    150.     }
    151.     /*关闭服务器的套接字*/
    152.     close(sockfd);
    153.     return 0;
    154. }

    5、编译源代码：
    new@new-desktop:~/linux/c$ gcc -Wall async-server.c -o async-server
    new@new-desktop:~/linux/c$ gcc -Wall async-client.c -o async-client

    6、服务器运行：
    new@new-desktop:~/linux/c$ ./async-server 127.0.0.1
    socket create success!
    bind success!
    the server is listening!
    *****************聊天开始***************
    正在与您聊天的客户端是：127.0.0.1: 37648
    服务器没有任何输入信息，并且客户端也没有信息到来，waiting...
    hello
    消息发送成功，本次共发送的字节数是：5
    服务器没有任何输入信息，并且客户端也没有信息到来，waiting...
    客户端发来的信息是：renwen,共有字节数是: 6

    7、客户端运行：
    new@new-desktop:~/linux/c$ ./async-client 127.0.0.1 
    socket create success!
    conncet success!
    客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting...
    服务器发来的消息是：hello,共有字节数是: 5
    客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting...
    renwen
    消息发送成功，本次共发送的字节数是：6
    客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting...
    客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting...
    客户端没有任何输入信息，并且服务器也没有信息到来，waiting...


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