嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)編程之：網(wǎng)絡(luò)高級編程
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在實際情況中，人們往往遇到多個客戶端連接服務(wù)器端的情況。由于之前介紹的如connet()、recv()和send()等都是阻塞性函數(shù)，如果資源沒有準備好，則調(diào)用該函數(shù)的進程將進入睡眠狀態(tài)，這樣就無法處理I/O多路復用的情況了。本節(jié)給出了兩種解決I/O多路復用的解決方法，這兩個函數(shù)都是之前學過的fcntl()和select()（請讀者先復習第6章中的相關(guān)內(nèi)容）。可以看到，由于在Linux中把socket也作為一種特殊文件描述符，這給用戶的處理帶來了很大的方便。
1．fcntl()函數(shù)fcntl()針對socket編程提供了如下的編程特性。
n 非阻塞I/O：可將cmd設(shè)置為F_SETFL，將lock設(shè)置為O_NONBLOCK。
n 異步I/O：可將cmd設(shè)置為F_SETFL，將lock設(shè)置為O_ASYNC。
下面是用fcntl()將套接字設(shè)置為非阻塞I/O的實例代碼：
/*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;/*允許重復使用本地地址與套接字進行綁定*/
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");
/*調(diào)用fcntl()函數(shù)給套接字設(shè)置非阻塞屬性*/
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);
}
運行該程序，結(jié)果如下所示：
$./net_fcntl
Listening....
accept:Resourcetemporarilyunavailable
可以看到，當accept()的資源不可用（沒有任何未處理的等待連接的請求）時，程序就會自動返回。
2．select()使用fcntl()函數(shù)雖然可以實現(xiàn)非阻塞I/O或信號驅(qū)動I/O，但在實際使用時往往會對資源是否準備完畢進行循環(huán)測試，這樣就大大增加了不必要的CPU資源的占用。在這里可以使用select()函數(shù)來解決這個問題，同時，使用select()函數(shù)還可以設(shè)置等待的時間，可以說功能更加強大。下面是使用select()函數(shù)的服務(wù)器端源代碼。客戶端程序基本上與10.2.3小節(jié)中的例子相同，僅加入一行sleep()函數(shù)，使得客戶端進程等待幾秒鐘才結(jié)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;/*允許重復使用本地地址與套接字進行綁定*/
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");
/*將調(diào)用socket()函數(shù)的描述符作為文件描述符*/
FD_ZERO(&inset);
FD_SET(sockfd,&inset);
while(1)
{
tmp_inset=inset;
sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
memset(buf,0,sizeof(buf));
/*調(diào)用select()函數(shù)*/
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)
{/*服務(wù)端接收客戶端的連接請求*/
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/*處理從客戶端發(fā)來的消息*/
{
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);
}
運行該程序時，可以先啟動服務(wù)器端，再反復運行客戶端程序（這里啟動兩個客戶端進程）即可，服務(wù)器端運行結(jié)果如下所示：
$./server
listening....
Newconnectionfrom4(socket)/*接受第一個客戶端的連接請求*/
Receivedamessagefrom4:Hello,First!/*接收第一個客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)*/
Newconnectionfrom5(socket)/*接受第二個客戶端的連接請求*/
Receivedamessagefrom5:Hello,Second!/*接收第二個客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)*/
Client4(socket)hasleft/*檢測到第一個客戶端離線了*/
Client5(socket)hasleft/*檢測到第二個客戶端離線了*/
$./clientlocalhostHello,First!&./clientlocalhostHello,Second
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