linux-socket編程(八)讀、寫、異常事件發生條件

讀、寫、異常事件發生條件

可讀的條件:

套接口緩存區有數據可讀;
連接的讀一半關閉,即接受到FIN段,讀操作將返回0。
如果是監聽套接口,已完成連接隊列不爲空時。
套接口上發生了一個錯誤待處理,錯誤可以通過getsockopt指定SO_ERROR選項來獲取。

可寫的條件:

套接口發送緩存區有空間容納數據。
連接的寫一半關閉。即接收到RST段之後,再次調用write操作。
套接口上發生了一個錯誤待處理,錯誤可以通過getsockopt指定SO_ERROR選項來獲取。

異常的條件:

套接口存在帶外數據。

帶外數據:

傳輸層協議使用帶外數據(out-of-band,OOB)來發送一些重要的數據,
如果通信一方有重要的數據需要通知對方時,協議能夠將這些數據快速
地發送到對方.爲了發送這些數據,協議一般不使用與普通數據相同的
通道,而是使用另外的通道.linux系統的套接字機制支持低層協議發送
和接受帶外數據.但是TCP協議沒有真正意義上的帶外數據.爲了發送重
要協議,TCP提供了一種稱爲緊急模式(urgentmode)的機制.TCP協議在
數據段中設置URG位,表示進入緊急模式.接收方可以對緊急模式採取特
殊的處理.很容易看出來,這種方式數據不容易被阻塞,可以通過在我們
的服務器端程序裏面捕捉SIGURG信號來及時接受數據或者使用帶OOB標
志的recv函數來接受、

好的解釋鏈接:https://www.cnblogs.com/c-slmax/p/5553857.html

使用select改進回射服務器:

服務器程序:

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#icnldue <stdlib.h>
#include <errno.h>


using namespace std;

struct packet
{
    int len;
    char buf[1024];
};

#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;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            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); // 查看傳入消息
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, buf, nleft);
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
                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;
    }
    return -1;
}

void echo_srv(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];
    // struct packet recvbuf;
    int n;
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = readline(connfd, recvbuf, 1024);
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(connfd, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }

}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 創建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 確保time_wait狀態下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0) {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 綁定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待連接請求狀態
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允許連接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen;

/* 
    // 6. 數據交換
    pid_t pid;
    while (1) {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1) {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        if (pid == 0)   // 子進程
        {
            close(listenfd);
            echo_srv(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
*/
	//使用select來實現 
	int i;
	int client[FD_SETSIZE]; //FD_SETSIZE表示select處理的最大可讀I/O數量
	int maxi = 0; //優化,代表最大的空閒位置 
	for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)//爲了保存conn 
	{
		client[i] = -1;	//-1表示空閒狀態 
	} 
	//以單進程的方式來實現併發處理多個客戶端的連接 
	int nready; //表示檢測到的數據 
	int maxfd = listenfd; //select參數1
	fd_set rset;          //參數2 
	int conn;
	fd_set allset;
	FD_ZERO(&rset);
	FD_ZERO(&allset);
	FD_SET(listenfd, &allset); 
	while(1)
	{
		//使用allset的爲了防止rset中的事件改變,沒有將所有事件保存起來,這樣就保證每次都是監聽所有的套接口。 
		rset = allset;
		nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
		if(nready == -1)
		{
			if(errno == EINTR)
				continue;
			ERR_EXIT("select");
		}
		if(nready == 0)
			continue;
		//處理監聽套接口 
		if(FD_ISSET(listenfd, &rset))
		{
			peerlen = sizeof peeraddr;
			conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen);
			if(conn == -1)
			{
				ERR_EXIT("accept");
			}
			for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
			{
				if(client[i] < 0)
				{
					client[i] = conn;
					if(i > maxi) 
					{
						maxi = i; 
					} 
					break;
				}
			}
			if(i == FD_SETSIZE)
			{
				fprintf(stderr, "too many clients\n");
				exit(EXIT_FAILURE);
			}
			printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        	printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));
        	FD_SET(conn, &allset); //將事件添加到集合當中
			if(conn > maxfd)
			{
				maxfd = conn;
			}
			if(--nready <= 0) 
			{
				continue;
			}
		}
		
		//處理已經連接的套接口
		for(i = 0; i <= maxi; i++) 
		{
			conn = client[i];
			if(conn == -1)
				continue;
			if(FD_ISSET(conn, &rset))
			{
				char recvbuf[1024];
				int ret = readline(conn, recvbuf, 1024);
		        if (ret == -1)
		        {
		            ERR_EXIT("readline");
		        }
		        if (ret == 0)
		        {
		            printf("client close\n");
		            FD_CLR(conn, &allset);
		            client[i] = -1;//由於刪除掉以後所以要重新賦值爲-1 
		        }
		
		        fputs(recvbuf, stdout);
		        writen(conn, recvbuf, strlen(recvbuf));
		        if(--nready <= 0)
		        	break;
			}
		}
	}
    // 7. 斷開連接
    close(listenfd);
    return 0;
}

測試結果:

1表示服務器,2,3,是兩個客戶端:

 

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