嵌入式Linux网络编程之：网络高级编程
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在实际情况中，人们往往遇到多个客户端连接服务器端的情况。由于之前介绍的如connet()、recv()和send()等都是阻塞性函数，如果资源没有准备好，则调用该函数的进程将进入睡眠状态，这样就无法处理I/O多路复用的情况了。本节给出了两种解决I/O多路复用的解决方法，这两个函数都是之前学过的fcntl()和select()（请读者先复习第6章中的相关内容）。可以看到，由于在Linux中把socket也作为一种特殊文件描述符，这给用户的处理带来了很大的方便。
1．fcntl()函数fcntl()针对socket编程提供了如下的编程特性。
n 非阻塞I/O：可将cmd设置为F_SETFL，将lock设置为O_NONBLOCK。
n 异步I/O：可将cmd设置为F_SETFL，将lock设置为O_ASYNC。
下面是用fcntl()将套接字设置为非阻塞I/O的实例代码：
/*net_fcntl.c*/
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/wait.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/un.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#include<fcntl.h>
#definePORT1234
#defineMAX_QUE_CONN_NM5
#defineBUFFER_SIZE1024
intmain()
{
structsockaddr_inserver_sockaddr,client_sockaddr;
intsin_size,recvbytes,flags;
intsockfd,client_fd;
charbuf[BUFFER_SIZE];
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(PORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
inti=1;/*允许重复使用本地地址与套接字进行绑定*/
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&i,sizeof(i));
if(bind(sockfd,(structsockaddr*)&server_sockaddr,
sizeof(structsockaddr))==-1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
if(listen(sockfd,MAX_QUE_CONN_NM)==-1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
printf("Listening....\n");
/*调用fcntl()函数给套接字设置非阻塞属性*/
flags=fcntl(sockfd,F_GETFL);
if(flags<0||fcntl(sockfd,F_SETFL,flags|O_NONBLOCK)<0)
{
perror("fcntl");
exit(1);
}
while(1)
{
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
if((client_fd=accept(sockfd,
(structsockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))<0)
{
perror("accept");
exit(1);
}
if((recvbytes=recv(client_fd,buf,BUFFER_SIZE,0))<0)
{
perror("recv");
exit(1);
}
printf("Receivedamessage:%s\n",buf);
}/*while*/
close(client_fd);
exit(1);
}
运行该程序，结果如下所示：
$./net_fcntl
Listening....
accept:Resourcetemporarilyunavailable
可以看到，当accept()的资源不可用（没有任何未处理的等待连接的请求）时，程序就会自动返回。
2．select()使用fcntl()函数虽然可以实现非阻塞I/O或信号驱动I/O，但在实际使用时往往会对资源是否准备完毕进行循环测试，这样就大大增加了不必要的CPU资源的占用。在这里可以使用select()函数来解决这个问题，同时，使用select()函数还可以设置等待的时间，可以说功能更加强大。下面是使用select()函数的服务器端源代码。客户端程序基本上与10.2.3小节中的例子相同，仅加入一行sleep()函数，使得客户端进程等待几秒钟才结束。
/*net_select.c*/
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/time.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include<unistd.h>
#include<netinet/in.h>
#definePORT4321
#defineMAX_QUE_CONN_NM5
#defineMAX_SOCK_FDFD_SETSIZE
#defineBUFFER_SIZE1024
intmain()
{
structsockaddr_inserver_sockaddr,client_sockaddr;
intsin_size,count;
fd_setinset,tmp_inset;
intsockfd,client_fd,fd;
charbuf[BUFFER_SIZE];
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
{
perror("socket");
exit(1);
}
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(PORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
inti=1;/*允许重复使用本地地址与套接字进行绑定*/
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&i,sizeof(i));
if(bind(sockfd,(structsockaddr*)&server_sockaddr,
sizeof(structsockaddr))==-1)
{
perror("bind");
exit(1);
}
if(listen(sockfd,MAX_QUE_CONN_NM)==-1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening....\n");
/*将调用socket()函数的描述符作为文件描述符*/
FD_ZERO(&inset);
FD_SET(sockfd,&inset);
while(1)
{
tmp_inset=inset;
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
memset(buf,0,sizeof(buf));
/*调用select()函数*/
if(!(select(MAX_SOCK_FD,&tmp_inset,NULL,NULL,NULL)>0))
{
perror("select");
}
for(fd=0;fd<MAX_SOCK_FD;fd++)
{
if(FD_ISSET(fd,&tmp_inset)>0)
{
if(fd==sockfd)
{/*服务端接收客户端的连接请求*/
if((client_fd=accept(sockfd,
(structsockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))==-1)
{
perror("accept");
exit(1);
}
FD_SET(client_fd,&inset);
printf("Newconnectionfrom%d(socket)\n",client_fd);
}
else/*处理从客户端发来的消息*/
{
if((count=recv(client_fd,buf,BUFFER_SIZE,0))>0)
{
printf("Receivedamessagefrom%d:%s\n",
client_fd,buf);
}
else
{
close(fd);
FD_CLR(fd,&inset);
printf("Client%d(socket)hasleft\n",fd);
}
}
}/*endofifFD_ISSET*/
}/*endofforfd*/
}/*endifwhilewhile*/
close(sockfd);
exit(0);
}
运行该程序时，可以先启动服务器端，再反复运行客户端程序（这里启动两个客户端进程）即可，服务器端运行结果如下所示：
$./server
listening....
Newconnectionfrom4(socket)/*接受第一个客户端的连接请求*/
Receivedamessagefrom4:Hello,First!/*接收第一个客户端发送的数据*/
Newconnectionfrom5(socket)/*接受第二个客户端的连接请求*/
Receivedamessagefrom5:Hello,Second!/*接收第二个客户端发送的数据*/
Client4(socket)hasleft/*检测到第一个客户端离线了*/
Client5(socket)hasleft/*检测到第二个客户端离线了*/
$./clientlocalhostHello,First!&./clientlocalhostHello,Second
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