计算机网络编程 | 多路I/O转接服务器

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多路I/O转接服务器

• • select
  • poll
  • epoll

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    专栏：《网络编程》

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    多路IO转接服务器也叫做多任务IO服务器。该类服务器实现的主旨思想是，不再由应用程序自己监视客户端连接，取而代之由内核替应用程序监视文件。

    主要使用的方法有三种，下面一一介绍并给出代码实现。

    select

    • select能监听的文件描述符个数受限于FD_SETSIZE,一般为1024，单纯改变进程打开的文件描述符个数并不能改变select监听文件个数。
    • 解决1024以下客户端时使用select是很合适的，但如果链接客户端过多，select采用的是轮询模型，会大大降低服务器响应效率，不应在select上投入更多精力。

      #include 
      /* According to earlier standards */
      #include 
      #include 
      #include 
      int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
      			fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
      

      nfds: 监控的文件描述符集里最大文件描述符加1，因为此参数会告诉内核检测前多少个文件描述符的状态

      readfds： 监控有读数据到达文件描述符集合，传入传出参数

      writefds： 监控写数据到达文件描述符集合，传入传出参数

      exceptfds： 监控异常发生达文件描述符集合,如带外数据到达异常，传入传出参数

      timeout： 定时阻塞监控时间，3种情况

      ①NULL，永远等下去

      ②设置timeval，等待固定时间

      ③设置timeval里时间均为0，检查描述字后立即返回，轮询

      	struct timeval {
      		long tv_sec; /* seconds */
      		long tv_usec; /* microseconds */
      	};
      	void FD_CLR(int fd, fd_set *set); 	//把文件描述符集合里fd清0
      	int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); 	//测试文件描述符集合里fd是否置1
      	void FD_SET(int fd, fd_set *set); 	//把文件描述符集合里fd位置1
      	void FD_ZERO(fd_set *set); 			//把文件描述符集合里所有位清0
      

      server实现

      /* server.c */
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include "wrap.h"
      #define MAXLINE 80
      #define SERV_PORT 6666
      int main(int argc, char *argv[])
      {
      	int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
      	int nready, client[FD_SETSIZE]; 	/* FD_SETSIZE 默认为 1024 */
      	ssize_t n;
      	fd_set rset, allset;
      	char buf[MAXLINE];
      	char str[INET_ADDRSTRLEN]; 			/* #define INET_ADDRSTRLEN 16 */
      	socklen_t cliaddr_len;
      	struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
      	listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
      bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
      servaddr.sin_family = AF_INET;
      servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
      servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
      Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
      Listen(listenfd, 20); 		/* 默认最大128 */
      maxfd = listenfd; 			/* 初始化 */
      maxi = -1;					/* client[]的下标 */
      for (i = 0; i  maxfd)
      			maxfd = connfd; 		/* select第一个参数需要 */
      		if (i > maxi)
      			maxi = i; 				/* 更新client[]最大下标值 */
      		if (--nready == 0)
      			continue; 				/* 如果没有更多的就绪文件描述符继续回到上面select阻塞监听,
      										负责处理未处理完的就绪文件描述符 */
      		}
      		for (i = 0; i  	/* 检测哪个clients 有数据就绪 */
      			if ( (sockfd = client[i])  0：等待指定毫秒数，如当前系统时间精度不够毫秒，向上取值。 
       
      如果不再监控某个文件描述符时，可以把pollfd中，fd设置为-1，poll不再监控此pollfd，下次返回时，把revents设置为0。
       
      server实现
       
      /* server.c */
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include "wrap.h"
      #define MAXLINE 80
      #define SERV_PORT 6666
      #define OPEN_MAX 1024
      int main(int argc, char *argv[])
      {
      	int i, j, maxi, listenfd, connfd, sockfd;
      	int nready;
      	ssize_t n;
      	char buf[MAXLINE], str[INET_ADDRSTRLEN];
      	socklen_t clilen;
      	struct pollfd client[OPEN_MAX];
      	struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
      	listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
      	bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
      	servaddr.sin_family = AF_INET;
      	servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
      	servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
      	Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
      	Listen(listenfd, 20);
      	client[0].fd = listenfd;
      	client[0].events = POLLRDNORM; 					/* listenfd监听普通读事件 */
      	for (i = 1; i  maxi)
      				maxi = i; 						/* 更新client[]中最大元素下标 */
      			if (--nready  			/* 检测client[] */
      			if ((sockfd = client[i].fd)