linux socket网络编程：fcntl select（多个客户端连接服务器端情形）

一、引言

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。由于之前介绍的函数如connect,recv,send等都是阻塞性函数，若资源没有充分准备好，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。

本文给出两种I/O多路复用的方法：fcntl(),select()。可以看到，由于Linux中把socket当作一种特殊的文件描述符，这给用户的处理带来很大方便。

二、fcntl

fcntl()函数有如下特性：

1）非阻塞I/O：可将cmd 设为F_SETFL,将lock设为O_NONBLOCK

2)信号驱动I/O：可将cmd设为F_SETFL,将lock设为O_ASYNC.

例程：

[cpp] view plaincopy

#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>
#include<unistd.h>
#defineSERVPORT3333
#defineBACKLOG10
#defineMAX_CONNECTED_NO10
#defineMAXDATASIZE100
intmain()
{
structsockaddr_inserver_sockaddr,client_sockaddr;
intsin_size,recvbytes,flags;
intsockfd,client_fd;
charbuf[MAXDATASIZE];
/*创建socket*/
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
perror("socket");
exit(1);
}
printf("socketsuccess!,sockfd=%d\n",sockfd);
/*设置sockaddr结构*/
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
/*将本地ip地址绑定端口号*/
if(bind(sockfd,(structsockaddr*)&server_sockaddr,sizeof(structsockaddr))==-1){
perror("bind");
exit(1);
}
printf("bindsuccess!\n");
/*监听*/
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening....\n");
/*fcntl()函数，处理多路复用I/O*/
if((flags=fcntl(sockfd,F_GETFL,0))<0)
perror("fcntlF_SETFL");
flags|=O_NONBLOCK;
if(fcntl(sockfd,F_SETFL,flags)<0)
perror("fcntl");
while(1){
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
if((client_fd=accept(sockfd,(structsockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){//服务器接受客户端的请求，返回一个新的文件描述符
perror("accept");
exit(1);
}
if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){
perror("recv");
exit(1);
}
if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){
perror("read");
exit(1);
}
printf("receivedaconnection:%s",buf);
/*关闭连接*/
close(client_fd);
exit(1);
}/*while*/
}

运行该程序：
[cpp] view plaincopy

[root@localhostnet]#./fcntl
socketsuccess!,sockfd=3
bindsuccess!
listening....
accept:Resourcetemporarilyunavailable

可以看到，当accept的资源不可用时，程序会自动返回。

若将红色加粗代码替换为：

[cpp] view plaincopy

<spanstyle="color:#FF6666;">if((flags=fcntl(sockfd,F_SETFL,0))<0)
perror("fcntlF_SETFL");
<strong>flags|=O_ASYNC;</strong>
if(fcntl(sockfd,F_SETFL,flags)<0)
perror("fcntl");</span>

运行结果如下： [cpp] view plaincopy

[root@localhostnet]#./fcntl1
socketsuccess!,sockfd=3
bindsuccess!
listening...

可以看到，进程一直处于等待中，直到另一相关信号驱动它为止。

三、select

[cpp] view plaincopy

#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>
#defineSERVPORT3333
#defineBACKLOG10
#defineMAX_CONNECTED_NO10
#defineMAXDATASIZE100
intmain()
{
structsockaddr_inserver_sockaddr,client_sockaddr;
intsin_size,recvbytes;
fd_setreadfd;
fd_setwritefd;
intsockfd,client_fd;
charbuf[MAXDATASIZE];
/*创建socket*/
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
perror("socket");
exit(1);
}
printf("socketsuccess!,sockfd=%d\n",sockfd);
/*设置sockaddr结构*/
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
/*将本地ip地址绑定端口号*/
if(bind(sockfd,(structsockaddr*)&server_sockaddr,sizeof(structsockaddr))==-1){
perror("bind");
exit(1);
}
printf("bindsuccess!\n");
/*监听*/
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening....\n");
/*select*/
FD_ZERO(&readfd);//将readfd清空
FD_SET(sockfd,&readfd);//将sockfd加入到readfd集合中
while(1){
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
if(select(MAX_CONNECTED_NO,&readfd,NULL,NULL,(structtimeval*)0)>0){//第一个参数是0和sockfd的最大值加1，第二个参数是读集，第三、四个参数是写集//和异常集
if(FD_ISSET(sockfd,&readfd)>0){//FD_ISSET这个宏判断sockfd是否属于可读的文件描述符。从sockfd中读入,输出到标准输出上去.
if((client_fd=accept(sockfd,(structsockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){//client_sockaddr：客户端地址
perror("accept");
exit(1);
}
if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){
perror("recv");
exit(1);
}
if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){
perror("read");
exit(1);
}
printf("receivedaconnection:%s",buf);
}/*if*/
close(client_fd);
}/*select*/
}/*while*/
}
运行结果如下：
[root@localhostnet]#gccselect1.c-oselect1
[root@localhostnet]#./select1
socketcreatesuccess!
bindsuccess!
listening...

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