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网络编程大体内容 IO进程 － 本地进程通信 两台不同主机如何不借助第三方软件通信 － 网络 linux下的网络编程 文件IO 标准IO － 文件（Linux下一切皆是文件，设备(字符设备、块设备)） 特殊设备 文章目录 一、网络发展史二、局域网和广域网2.1 光猫2.2 交换机和路由器2.3 网线 三、IP地址3.1 基本概念3.2 ip地址划分(IPv4)3.3 特殊地址3.4 子网掩码3.5 子网号概念 四、网络模型4.1 网络模型4.2 OSI模型4.3 TCP/IP模型4.4 常见网络协议 五、TCP与UDP六、socket简介6.1 socket类型6.2 socket的位置 七、端口号八、字节序8.1 主机字节序到网络字节序8.2 网络字节序到主机字节序8.3 IP地址转换 九、TCP编程9.1 三次握手流程图9.2 函数接口1、 socket创建套接字2、 bind绑定套接字3、 listen监听4、 accept等待连接5、 recv接收消息6、 send发送消息7、 connect发送连接8、 优化代码 十、实现：tcp实现ftp功能10.1 IO相关功能回顾10.2 代码实现 十一、UDP编程11.1 UDP流程图11.2 函数接口 十二、UDP网络聊天室12.1 项目要求12.2 问题思考12.3 程序流程图 十三、linux下I/O模型及特点13.1 阻塞式IO13.2 非阻塞式IO13.2.1 通过函数参数设置非阻塞：13.2.2 通过fcntl函数设置文件描述符属性设置非阻塞：13.3 信号驱动IO (异步IO模型 非重点)13.4 前三种使用场景假设总结13.5 IO多路复用13.5.1 IO多路复用场景假设13.5.2 IO多路复用机制13.5.3 实现IO多路复用的方式13.5.3.1 select 实现IO多路复用13.5.3.2 poll 实现IO多路复用13.5.3.3 epoll 实现IO多路复用（异步） 十四、服务器模型14.1 循环服务器模型14.2 并发服务器模型14.2.1 多进程模型14.2.2 多线程模型14.2.3 IO多路复用模型 一、网络发展史【腾讯文档】internet历史 二、局域网和广域网局域网（LAN） 局域网的缩写是LAN，local area network，顾名思义，是个本地的网络，只能实现小范围短距离的网络通信。我们的家庭网络是典型的局域网。电脑、手机、电视、智能音箱、智能插座都连在路由器上，可以互相通信。局域网，就像是小区里的道路，分支多，连接了很多栋楼。 广域网（Wan） 广域网（Wide Area Network）是相对局域网来讲的，局域网的传输距离比较近，只能是一个小范围的。如果需要长距离的传输，比如某大型企业，总部在北京，分公司在长沙，局域网是无法架设的。广域网，就像是大马路，分支可能少，但类型多，像国道、省道、高速、小道等，连接了很多大的局域网。 2.1 光猫光猫是一种类似于基带modem（数字调制解调器）的设备，和基带modem不同的是接入的是光纤专线，是光信号。用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。 将光线插入左侧的灰色口，右侧网口接网线到路由器即可。 2.2 交换机和路由器交换机（二层）：用于局域网内网的数据转发路由器（三层）：用于连接局域网和外网 路由器有交换机的功能，反之不成立，交换机没有IP分配和IP寻址的功能。 交换机各个口是平等的，所有接入的设备需要自己配置IP，然后组成局域网。 路由器需要区分WAN口和LAN口，WAN口是接外网的（从Modem出来的或者从上一级路由器出来的），LAN口是接内网的，现在路由器都带无线功能，本质上无线接入就是LAN。 2.3 网线背过一种线序，了解网线的制作流程。 网线线序 网线制作方法 三、IP地址 3.1 基本概念●IP地址是Internet中主机的标识 ● Internet中的主机要与别的机器通信必须具有一个IP地址 ● IP地址为32位（IPv4）或者128位（IPv6） ● 表示形式：常用点分形式，如202.38.64.10，最后都会转换为一个32位的无符号整数。 ipv4 五类：A B C D E 3.2 ip地址划分(IPv4)二级划分 ip=网络号+主机号 网络号：表示是否在一个网段内（局域网） 主机号：标识在本网段内的ID，同一局域网不能重复 ip地址取值范围： A类：1.0.0.1~126.255.255.254 B类：128.0.0.1~~191.255.255.254 C类：192.0.0.1~~223.255.255.254 D类（组播地址）：224.0.0.1~~239.255.255.254 E类：保留待用 11110 3.3 特殊地址0.0.0.0：在服务器中，0.0.0.0指的是本机上的所有IPV4地址，如果一个主机有两个IP地址，192.168.1.1 和 10.1.2.1，并且该主机上的一个服务监听的地址是0.0.0.0,那么通过两个ip地址都能够访问该服务。 127.0.0.1：回环地址/环路地址，所有发往该类地址的数据包都应该被loop back。 每一个网段主机号为0的地址是网络地址，设置网关主机号为1的地址，主机号最大的地址是该网段的广播地址。全网广播地址255.255.255.255。 3.4 子网掩码● 子网掩码：是一个32位的整数，作用是将某一个IP划分成网络地址和主机地址； ● 子网掩码长度是和IP地址长度完全一样； ● 网络号全为1，主机号全为0； 255.0.0.0 - A 255.255.0.0 - B 255.255.255.0 - C - 子网掩码 & ip地址 = 网络地址 (网段) ~子网掩码 & ip地址 = 主机地址 3.5 子网号概念三级地址 ip=网络号+子网号+主机号 网络号+子网号 -网段(网络地址) 练习1： 某公司有四个部门：行政、研发1、研发2、营销，每个部门各30台计算机接入公司局域网交换机，如果要在192.168.1.0网段为每个部门划分子网，子网掩码应该怎么设置，每个子网的地址范围分别是什么？（4个部门之间不能通信） 256 - 4 = 64 => 2^6 192.168.1.0 - 254 子网掩码：255.255.255.1100 0000 - 主机号：0000 0000 - 1111 1111 00 0000 - 11 1111 》64 划分后： 子网掩码-》 255.255.255.192 将主机号划分两位作为网络号：取值-00 01 10 11 192.168.1. 00 网段 000000 - 111111 192.168.1.0 ~ 192.168.1.63 192.168.1.0网络地址 ， 192.168.1.63广播地址 192.168.1. 01 网段 192.168.1. 64 ~ 192.168.1.127 192.168.1.64网络地址 ， 192.168.1.127广播地址 192.168.1. 10 网段 192.168.1. 128 ~ 192.168.1. 191 192.168.1.128网络地址 ， 192.168.1.191广播地址 192.168.1. 11 网段 192.168.1. 192~192.168.1. 255 192.168.1.192网络地址 ， 192.168.1.255广播地址 划分为8个网段：每个网段链接30台 192.168.1.0 - 254 子网掩码：255.255.255.1110 0000 - 主机号：0000 0000 - 1111 1111 0 0000 - 1 1111 - >30 000 - 111 000 001 010 011 100 101 110 111 四、网络模型 4.1 网络模型undefined 网络采用分而治之的方法设计，将网络的功能划分为不同的模块，以分层的形式有机组合在一起。 undefined 每层实现不同的功能，其内部实现方法对外部其他层次来说是透明的。每层向上层提供服务，同时使用下层提供的服务 undefined 网络体系结构即指网络的层次结构和每层所使用协议的集合 undefined 两类非常重要的体系结构：OSI与TCP/IP 4.2 OSI模型undefined OSI模型是一个理想化的模型，尚未有完整的实现 undefined OSI模型共有七层 undefined OSI现阶段只用作教学和理论研究 OSI模型 OSI模型是最理想的模型 物理层：传输的是bit流(0与1一样的数据)，物理信号，没有格式 链路层：格式变为帧（把数据分成包，一帧一帧的数据进行发送） 网络层：路由器中是有算法的，ip，（主机到主机）（路由的转发） 传输层：端口号，数据传输到具体那个进程程序（端到端） 会话层：通信管理，负责建立或者断开通信连接 表示层：确保一个系统应用层发送的消息可以被另一个系统的应用层读取，编码转换，数据解析，管理数据加密，解密； 应用层：指定特定应用的协议，文件传输，文件管理，电子邮件等。 4.3 TCP/IP模型TCP/IP参考模型 网络接口和物理层：屏蔽硬件差异（驱动），向上层提供统一的操作接口。 **网络层：**提供端对端的传输，可以理解为通过IP寻址机器。 **传输层：**决定数据交给机器的哪个任务（进程）去处理，通过端口寻址 应用层：应用协议和应用程序的集合 OSI和TCP/IP模型对应关系图 OSI参考模型 4.4 常见网络协议 网络接口和物理层: ppp：拨号协议（老式电话线上网方式） ARP：地址解析协议 IP-->MAC RARP:反向地址转换协议 MAC-->IP 网络层: IP(IPV4/IPV6):网间互连的协议 ICMP：网络控制管理协议，ping命令使用 IGMP：网络分组管理协议，广播和组播使用 传输层： TCP：传输控制协议 UDP：用户数据报协议 应用层： SSH:加密协议 telnet：远程登录协议 FTP：文件传输协议 HTTP：超文本传输协议 DNS：地址解析协议 SMTP/POP3：邮件传输协议注意：TCP和IP是属于不同协议栈层的，只是这两个协议属于协议族里最重要的协议，所以协议栈或者模型以之命名了。 五、TCP与UDPUDP TCP 协议相同点：都存在于传输层 TCP（即传输控制协议）： 是一种面向连接的传输层协议，它能提供高可靠性通信(即数据无误、数据无丢失、 数据无失序、数据无重复到达的通信) 适用情况： 1、适合于对传输质量要求较高，以及传输大量数据的通信。 2、在需要可靠数据传输的场合，通常使用TCP协议 3、MSN/QQ等即时通讯软件的用户登录账户管理相关的功能通常采用TCP协议UDP （用户数据报协议）： UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，是不可靠的无连接的协议。在数据发送前，因为不需要进行连接，所以可以进行高效率的数据传输。 适用情况： 1、发送小尺寸数据（如对DNS服务器进行IP地址查询时） 2、在接收到数据，给出应答较困难的网络中使用UDP。 3、适合于广播/组播式通信中。 4、MSN/QQ/Skype等即时通讯软件的点对点文本通讯以及音视频通讯通常采用UDP协议 5、流媒体、VOD、VoIP、IPTV等网络多媒体服务中通常采用UDP方式进行实时数据传输 六、socket简介 1》1982 - Berkeley Software Distributions 操作系统引入了socket作为本地进程之间通信的接口 2》1986 - Berkeley 扩展了socket 接口，使之支持UNIX 下的TCP/IP 通信 3》现在很多应用 (FTP, Telnet) 都依赖这一接口 Socket 1、是一个编程接口 2、是一种特殊的文件描述符 (everything in Unix is a file) 3、并不仅限于TCP/IP协议 4、面向连接 (Transmission Control Protocol - TCP/IP) 5、无连接 (User Datagram Protocol -UDP 和 Inter-network Packet Exchange - IPX) 为什么需要Socket？ 普通的I/O操作过程 •打开文件－＞读/写操作－＞关闭文件 •TCP/IP协议被集成到操作系统的内核中，引入了新型的“I/O”操作 •进行网络通信的两个进程在不同的机器上，如何连接？ •网络协议具有多样性，如何进行统一的操作 需要一种通用的网络编程接口：Socket 6.1 socket类型流式套接字(SOCK_STREAM) TCP 提供了一个面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送且按发送顺序接收。内设置流量控制，避免数据流淹没慢的接收方。数据被看作是字节流，无长度限制。 数据报套接字(SOCK_DGRAM) UDP 提供无连接服务。数据包以独立数据包的形式被发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，顺序发送，可能乱序接收。 原始套接字(SOCK_RAW) 可以对较低层次协议如IP、ICMP直接访问。 6.2 socket的位置套接字就是网络进程的ID，可以认为套接字=网络地址ip+端口号。 七、端口号● 为了区分一台主机接收到的数据包应该转交给哪个进程来进行处理，使用端口号来区分 ● TCP端口号与UDP端口号独立 ● 端口号一般由IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 管理 ● 端口用两个字节来表示 2byte 八、字节序小端序（little-endian） - 低序字节存储在低地址 (主机字节序) 大端序（big-endian）- 高序字节存储在低地址 (网络字节序) 网络中传输的数据必须使用网络字节序，即大端字节序 笔试题：写一个函数，判断当前主机的字节序？ 测试方式：共用体、指针强转、数据类型强转 #include union un { int a; short b; char c; }; int main(int argc, char const *argv[]) { union un st; st.a=0x12345678; printf("%#x %#x\n",st.b,st.c); #if 0 int a=0x12345678; //printf("%#x %#x\n",(char)a,(short)a); char *p=(char *)&a; printf("%#x %#x\n",*p,*(p+3)); #endif return 0; } 8.1 主机字节序到网络字节序 u_long htonl (u_long hostlong);//host to net u_short htons (u_short short); //掌握这个 8.2 网络字节序到主机字节序 u_long ntohl (u_long hostlong);//net to host u_short ntohs (u_short short); 8.3 IP地址转换 typedef uint32_t in_addr_t; struct in_addr { in_addr_t s_addr; }; in_addr_t inet_addr(const char *cp); //从人看的ip地址转为机器使用的32位无符号整数 char *inet_ntoa(struct in_addr in); //从机器到人，即net网络转addr地址 int inet_aton(const char *cp, struct int_addr *inp);//从人到机器 如：inet_aton(“192.168.1.0”，& mysock.sin_addr.s_addr); //设置地址思考：Dos(拒绝式服务)攻击？ (查阅) 拒绝服务攻击即是攻击者想办法让目标机器停止提供服务，是黑客常用的攻击手段之一。其实对网络带宽进行的消耗性攻击只是拒绝服务攻击的一小部分，只要能够对目标造成麻烦，使某些服务被暂停甚至主机死机，都属于拒绝服务攻击。拒绝服务攻击问题也一直得不到合理的解决，究其原因是因为网络协议本身的安全缺陷，从而拒绝服务攻击也成为了攻击者的终极手法。攻击者进行拒绝服务攻击，实际上让服务器实现两种效果：一是迫使服务器的缓冲区满，不接收新的请求；二是使用IP欺骗，迫使服务器把非法用户的连接复位，影响合法用户的连接。 九、TCP编程 9.1 三次握手流程图 服务器： socket：创建一个用与链接的套接字 bind：绑定自己的ip地址和端口 listen：监听，将主动套接字转为被动套接字 accept：阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个用于通信套接字 recv：接收消息 send：发送消息 close：关闭文件描述符 客户端： socket：创建一个套接字 填充结构体：填充服务器的ip和端口 connect：阻塞等待链接服务器 recv/send:接收/发送消息 close：关闭 9.2 函数接口 1、 socket创建套接字 #include /* See NOTES */ #include int socket(int domain, int type, int protocol); 功能：创建套接字 参数： domain：协议族 AF_UNIX, AF_LOCAL 本地通信协议 unix(7) AF_INET IPv4 ip(7) AF_INET6 IPv6 ipv6(7) type：套接字类型 SOCK_STREAM 流式套接字 SOCK_DGRAM 数据报套接字 SOCK_RAW 原始套接字 protocol：协议 填0，自动匹配底层TCP或UDP等协议 系统默认自动帮助匹配对应协议 传输层：IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_ICMP 网络层：htons(ETH_P_IP|ETH_P_ARP|ETH_P_ALL) 返回值：成功文件描述符 失败-1 更新errno 2、 bind绑定套接字 #include /* See NOTES */ #include int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); 功能：绑定套接字 - ip和端口 功能： sockfd：套接字文件描述符 addr：用于通信结构体 (提供的是通用结构体，需要根据选择通信方式， 填充对应结构体-通信结构体由socket第一个参数确定) addrlen：结构体大小 返回值： 成功：0 失败：-1 更新errno 通用结构体： struct sockaddr { sa_family_t sa_family; char sa_data[14]; } ipv4的通信结构体： struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; /*AF_INET */ in_port_t sin_port; /* 端口 */ struct in_addr sin_addr; /* ip地址 */ }; struct in_addr { uint32_t s_addr; }; 本地通信结构体： struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[108]; /* 套接字文件 */ };IPV4结构体使用方式一： IPV4结构体使用方式二： IPV4结构体使用方式三： #include #include #include #include int main(int argc,char **argv) { int sockfd; struct sockaddr_in mysock; sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //获得fd bzero(&mysock,sizeof(mysock)); //初始化结构体 mysock.sin_family = AF_INET; //设置地址家族 mysock.sin_port = htons(8080); //设置端口 inet_aton(“192.168.1.0”，& mysock.sin_addr.s_addr); //设置地址 // mysock.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.0"); bind(sockfd,(struct sockaddr *)&mysock,sizeof(struct sockaddr); /* bind的时候进行转化 */ ... ... return 0; } 3、 listen监听 int listen(int sockfd, int backlog); 功能:监听，将主动套接字变为被动套接字，创建等待队列，用来存放未处理的客户连接请求。 参数： sockfd：套接字 backlog：同时响应客户端请求链接的最大个数，不能写0. 不同平台可同时链接的数不同，一般写6-8个 (队列1：保存正在连接) (队列2，连接上的客户端) 返回值：成功 0 失败-1,更新errno 4、 accept等待连接 int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); accept(sockfd,NULL,NULL); 阻塞函数，阻塞等待客户端的连接请求，如果有客户端连接， 则accept()函数返回，返回一个用于通信的套接字文件; 参数： Sockfd ：套接字 addr： 链接客户端的ip和端口号 如果不需要关心具体是哪一个客户端，那么可以填NULL; addrlen：结构体的大小 如果不需要关心具体是哪一个客户端，那么可以填NULL; 返回值： 成功：文件描述符; //用于通信 失败：-1，更新errno.会创建一个新的套接字文件描述符，后面的recv就是对新的套接字文件描述符操作。 5、 recv接收消息 ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); 功能: 接收数据 参数： sockfd： acceptfd ; buf 存放位置 len 大小 flags 一般填0，相当于read()函数 MSG_DONTWAIT 非阻塞 返回值： 0 成功接收的字节个数 6、 send发送消息 ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags); 功能：发送数据 参数： sockfd:socket函数的返回值 buf：发送内容存放的地址 len：发送内存的长度 flags：如果填0，相当于write(); 返回值： 0 成功发送的字节个数 7、 connect发送连接 int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); 功能：用于连接服务器； 参数： sockfd：socket函数的返回值 addr：填充的结构体是服务器端的； addrlen：结构体的大小 返回值 -1 失败，更新errno 正确 0需要指明客户端是哪一个，accept如果不关心是哪个客户端，可以NULL忽略。 注：发送数据的大小最好与接收数据的大小一致。 server.c： server.c： 8、 优化代码 1.去掉fget获取多余的‘\n’ if(buf[strlen(buf)-1]=='\n') buf[strlen(buf)-1]='\0'; 2.端口和ip地址通过命令行传参到代码中。 3.设置客户端退出，服务器结束循环接收。 通过recv返回值为0判断客户端是否退出 4.设置来电显示功能，获取到请求链接服务器的客户端的ip和端口。 5.设置服务器端自动获取自己的ip地址。 INADDR_ANY "0.0.0.0" 6.实现循环服务器，服务器不退出，当链接服务器的客户端退出，服务器等到下一个客户端链接。 十、实现：tcp实现ftp功能模拟FTP核心原理：客户端连接服务器后，向服务器发送一个文件。文件名可以通过参数指定，服务器端接收客户端传来的文件（文件名随意），如果文件不存在自动创建文件，如果文件存在，那么清空文件然后写入。 项目功能介绍： 均有服务器和客户端代码，基于TCP写的。 在同一路径下，将客户端可执行代码复制到其他的路径下，接下来再不同的路径下运行服务器和客户端。 相当于另外一台电脑在访问服务器。 客户端和服务器链接成功后出现以下提示：四个功能 ***************list************** //列出服务器所在目录下的文件名(除目录不显示) ***********put filename********** //上传一个文件 ***********get filename********** //重服务器所在路径下载文件 **************quit*************** //退出(可只退出客户端，服务器等待下一个客户端链接) 10.1 IO相关功能回顾笔者整理的语雀相关IO知识库回顾 10.2 代码实现server.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int server_list(int acceptfd); int server_get(int acceptfd, char *file_p); int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 2) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd, acceptfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.绑定套接字 bind （绑定自己的ip和端口，便于别人找到自己） if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("listen err."); return -1; } printf("listen ok.\n"); while (1) { //4.阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个通信文件描述符 accept acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len); if (acceptfd //接收消息 recvbyte = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); if (recvbyte printf("client exit.\n"); break; } else { printf("buf:%s\n", buf); switch (buf[0]) { case 'l': server_list(acceptfd); break; case 'g': server_get(acceptfd, buf + 4); break; } } } close(acceptfd); } close(sockfd); return 0; } //get filename //打开已存在的文件，读文件内容发送给客户端 int server_get(int acceptfd, char *file_p) { char buf[128]; int ret; int fd = open(file_p, O_RDONLY); if (fd ret=read(fd, buf, sizeof(buf)-1);//预留一个位置补\0 buf[ret]='\0'; if(ret == 0) break; send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); } strcpy(buf, "send ok"); send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); return 0; } int server_list(int acceptfd) { char buf[128]; struct stat st; struct dirent *file = NULL; DIR *dir = opendir("./"); if (dir == NULL) { perror("opendir err."); return -1; } while ((file = readdir(dir)) != NULL) { stat(file->d_name, &st); if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFREG) { strcpy(buf, file->d_name); send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); } } strcpy(buf, "send ok"); send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); return 0; }client.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int client_list(int sockfd); void list(void); int client_get(int sockfd, char *file_p); int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 3) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd perror("connect err."); return -1; } printf("connect ok.\n"); //3.循环收发消息 char buf[128]; int recvbyte; while (1) { list(); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n') buf[strlen(buf) - 1] = '\0'; if (strncmp(buf, "quit", 4) == 0) break; //发送请求 send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); switch (buf[0]) { case 'l': client_list(sockfd); break; case 'g': client_get(sockfd, buf + 4); break; } } close(sockfd); return 0; } //get filename //打开新建一个文件，接收写文件 int client_get(int sockfd, char *file_p) { char buf[128]; //1.打开新建文件 int fd = open(file_p, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); if (fd recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if (strncmp(buf, "send ok", 7) == 0) break; //写文件 write(fd,buf,strlen(buf)); } return 0; } //list - 功能：显示服务器对应路径下的普通文件名 // 接收服务器发送过来的普通文件的名字 int client_list(int sockfd) { char buf[128] = ""; while (1) { recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if (strncmp(buf, "send ok", 7) == 0) break; printf("%s\n", buf); } return 0; } void list(void) { printf("+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n"); printf("+++++++++++++ list +++++++++++++++++\n"); printf("+++++++++++++ get filename ++++++++++\n"); printf("+++++++++++++ put filename ++++++++++\n"); printf("+++++++++++++ quit ++++++++++++++++\n"); printf("+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n"); } 十一、UDP编程 11.1 UDP流程图 udp流程：(类似发短信) server: 创建数据报套接字（socket(,SOCK_DGRAM,)）----->有手机 绑定网络信息（bind()）---------------------->绑定号码（发短信知道发给谁） 接收信息（recvfrom()）--------------------->接收短信 关闭套接字（close()）----------------------->接收完毕 client: 创建数据报套接字(socket())----------------------->有手机 指定服务器的网络信息------------------------------>有对方号码 发送信息（sendto()）---------------------------->发送短信 关闭套接字（close()）--------------------------->发送完 11.2 函数接口 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen); 功能：接收数据 参数： sockfd：套接字描述符 buf:接收缓存区的首地址 len：接收缓存区的大小 flags：0 src_addr:发送端的网络信息结构体的指针 addrlen：发送端的网络信息结构体的大小的指针 返回值： 成功接收的字节个数 失败：-1 0:客户端退出 ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen); 功能：发送数据 参数： sockfd：套接字描述符 buf:发送缓存区的首地址 len：发送缓存区的大小 flags：0 src_addr:接收端的网络信息结构体的指针 addrlen：接收端的网络信息结构体的大小 返回值： 成功发送的字节个数 失败：-1server.c client.c 练习：实现如客户端发送"hello"给服务器端，服务器接着给客户端回，“recv:hello!!!”。 十二、UDP网络聊天室 注意： 1、对于TCP是先运行服务器，客户端才能运行。 2、对于UDP来说，服务器和客户端运行顺序没有先后，因为是无连接，所以服务器和客户端谁先开始，没有关系， 3、一个服务器可以同时连接多个客户端。想知道是哪个客户端登录，可以在服务器代码里面打印IP和端口号。 4、UDP，客户端当使用send的时候，上面需要加connect，这个connect不是代表连接的作用，而是指定客户端即将要发送给谁数据。这样就不需要使用sendto而用send就可以。 5、在TCP里面，也可以使用recvfrom和sendto，使用的时候将后面的两个参数都写为NULL就OK。 12.1 项目要求利用UDP协议，实现一套聊天室软件。服务器端记录客户端的地址，客户端发送消息后，服务器群发给各个客户端软件。 12.2 问题思考 12.2 问题思考● 客户端会不会知道其它客户端地址？ UDP客户端不会直接互连，所以不会获知其它客户端地址，所有客户端地址存储在服务器端。 ● 有几种消息类型？ **登录：**服务器存储新的客户端的地址。把某个客户端登录的消息发给其它客户端。 **聊天：**服务器只需要把某个客户端的聊天消息转发给所有其它客户端。 **退出：**服务器删除退出客户端的地址，并把退出消息发送给其它客户端。 ● 服务器如何存储客户端的地址？ 数据结构可以选择线性数据结构 链表节点结构体： struct node{ struct sockaddr_in addr; struct node *next; }； 消息对应的结构体(同一个协议) typedef struct msg_t { int type;//L M Q char name[32];//用户名 char text[128];//消息正文 }MSG_t;● 客户端如何同时处理发送和接收？ 客户端不仅需要读取服务器消息，而且需要发送消息。读取需要调用recvfrom，发送需要先调用gets，两个都是阻塞函数。所以必须使用多任务来同时处理，可以使用多进程或者多线程来处理。 12.3 程序流程图服务器端 客户端 十三、linux下I/O模型及特点 13.1 阻塞式IO特点：最简单、最常用；效率低 阻塞I/O 模式是最普遍使用的I/O 模式，大部分程序使用的都是阻塞模式的I/O 。 缺省情况下（及系统默认状态），套接字建立后所处于的模式就是阻塞I/O 模式。 学习的读写函数在调用过程中会发生阻塞相关函数如下： •读操作中的read、recv、recvfrom 读阻塞--》需要读缓冲区中有数据可读，读阻塞解除 •写操作中的write、send 写阻塞--》阻塞情况比较少，主要发生在写入的缓冲区的大小小于要写入的数据量的情况下，写操作不进行任何拷贝工作，将发生阻塞，一旦缓冲区有足够的空间，内核将唤醒进程，将数据从用户缓冲区拷贝到相应的发送数据缓冲区。 注意：sendto没有写阻塞 1）无sendto函数的原因： sendto不是阻塞函数，本身udp通信不是面向链接的，udp无发送缓冲区，即sendto没有发送缓冲区，send是有发送缓存区的，即sendto不是阻塞函数。 2）UDP不用等待确认，没有实际的发送缓冲区，所以UDP协议中不存在缓冲区满的情况，在UDP套接字上进行写操作永远不会阻塞。 •其他操作：accept、connect 13.2 非阻塞式IO特点：可以处理多路IO；需要轮询，浪费CPU资源 •当我们将一个套接字设置为非阻塞模式，我们相当于告诉了系统内核：“当我请求的I/O 操作不能够马上完成，你想让我的进程进行休眠等待的时候，不要这么做，请马上返回一个错误给我。” •当一个应用程序使用了非阻塞模式的套接字，它需要使用一个循环来不停地测试是否一个文件描述符有数据可读（称做polling）。 •应用程序不停的polling 内核来检查是否I/O操作已经就绪。这将是一个极浪费CPU 资源的操作。 •这种模式使用中不普遍。 13.2.1 通过函数参数设置非阻塞：Recv函数最后一个参数写为0，为阻塞，写为MSG_DONTWAIT：表示非阻塞。 非阻塞，循环检测，是否有数据发过来，轮询消耗CPU资源。 13.2.2 通过fcntl函数设置文件描述符属性设置非阻塞： #include #include int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); 功能：设置文件描述符的属性 参数： fd：文件描述符 cmd：功能选择 - 更改状态属性 F_SETFLF 设置文件描述符属性 第三个参设设置 F_GETFL 获取文件描述符属性 第三个参数忽略 返回的是获取到的属性 arg：设置的属性值 返回值：失败 -1 更新errno 成功根据功能选择返回fcntl.c #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { char buf[128]; //设置文件描述符0的非阻塞属性 int flags; flags = fcntl(0, F_GETFL); //获取原属性 flags |= O_NONBLOCK; //修改属性 fcntl(0, F_SETFL, flags); //修改的属性设置回去 while (1) { fgets(buf, sizeof(buf), stdin); printf("buf:%s\n", buf); } return 0; } 13.3 信号驱动IO (异步IO模型 非重点)特点：异步通知模式，需要底层驱动的支持 ● 通过信号方式，当内核检测到设备数据后，会主动给应用发送信号SIGIO。 ● 应用程序收到信号后做异步处理即可。 ● 应用程序需要把自己的进程号告诉内核，并打开异步通知机制。 标准模板 //设置将APP进程号提交给内核驱动 fcntl(fd,F_SETOWN,getpid()); //设置异步通知 int flags; flags = fcntl(fd, F_GETFL); //获取原属性 flags |= O_ASYNC; //设置异步通知 fcntl(fd, F_SETFL, flags); //修改的属性设置回去 signal(SIGIO,handler);举例：操作鼠标设备，当有输入的时候获取输入数据，没有输入时循环输出hello world。 鼠标设备路径 - /dev/input/mouse0 测试使用的是哪个鼠标设备：sudo cat /dev/input/mouse0 注意：执行代码时需要加sudo，普通用户没有操作设备的权限。 #include #include #include #include #include #include #include int fd; //信号处理函数 void handler(int sig) { char buf[128]; int ret = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1); buf[ret] = '\0'; printf("mouse:%s\n", buf); } int main(int argc, char const *argv[]) { //1.打开鼠标设备 fd = open("/dev/input/mouse0", O_RDONLY); if (fd printf("hello world.\n"); sleep(1); } return 0; } 13.4 前三种使用场景假设总结假设妈妈有一个孩子，孩子在房间里睡觉，妈妈需要及时获知孩子是否醒了，如何做？ 进到房间陪着孩子一起睡觉，孩子醒了会吵醒妈妈：不累，但是不能干别的了时不时进房间看一下：简单，空闲时间还能干点别的，但是很累妈妈在客厅干活，小孩醒了他会自己走出房门告诉妈妈：互不耽误 13.5 IO多路复用 13.5.1 IO多路复用场景假设假设妈妈有三个孩子，分别不同的房间里睡觉，需要及时获知每个孩子是否醒了，如何做？ 不停进每个房间看一下：简单，空闲时间还能干点别的，但是很累把三个房间的门都打开，在客厅睡觉，同时监听所有房间的哭声，如果被哭声吵醒，那么能准确定位某个房间，及时处理即可：既能得到休息，也能及时获知每个孩子的状态。 13.5.2 IO多路复用机制● 应用程序中同时处理多路输入输出流，若采用阻塞模式，将得不到预期的目的； ● 若采用非阻塞模式，对多个输入进行轮询，但又太浪费CPU时间； ● 若设置多个进程/线程，分别处理一条数据通路，将新产生进程/线程间的同步与通信问题，使程序变得更加复杂； ● 比较好的方法是使用I/O多路复用技术。其基本思想是： ○ 先构造一张有关描述符的表（最大1024），然后调用一个函数。 ○ 当这些文件描述符中的一个或多个已准备好进行I/O时函数才返回。 ○ 函数返回时告诉进程哪个描述符已就绪，可以进行I/O操作。 基本流程： 1. 先构造一张有关文件描述符的表(集合、数组); 2. 将你关心的文件描述符加入到这个表中; 3. 然后调用一个函数。 select / poll 4. 当这些文件描述符中的一个或多个已准备好进行I/O操作的时候 该函数才返回(阻塞)。 5. 判断是哪一个或哪些文件描述符产生了事件(IO操作); 6. 做对应的逻辑处理; 13.5.3 实现IO多路复用的方式 13.5.3.1 select 实现IO多路复用 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout); 功能：select用于监测是哪个或哪些文件描述符产生事件; 有一个或多个同时产生时间返回值。 参数：nfds： 监测的最大文件描述个数 （这里是个数，使用的时候注意，与文件中最后一次打开的文件 描述符所对应的值的关系是什么？） readfds： 读事件集合; //读（用的多） writefds： 写事件集合; //NULL表示不关心 exceptfds：异常事件集合; timeout：超时检测 1 如果不做超时检测：传 NULL select返回值： 0 表示有事件产生; 如果设置了超时检测时间：&tv select返回值： 0 表示有事件产生; ==0 表示超时时间已到; struct timeval { long tv_sec; /* seconds */ long tv_usec; /* microseconds */ }; void FD_CLR(int fd, fd_set *set);//将fd从表中清除 int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//判断fd是否在表中 void FD_SET(int fd, fd_set *set);//将fd添加到表中 void FD_ZERO(fd_set *set);//清空表select实现IO多路复用特点 1. 一个进程最多只能监听1024个文件描述符 （千级别） 2. select被唤醒之后需要重新轮询一遍驱动的poll函数，效率比较低（消耗CPU资源）; 3. select每次会清空表，每次都需要拷贝用户空间的表到内核空间，效率低（一个进程0~4G，0~3G是用户态，3G~4G是内核态，拷贝是非常耗时的）;练习：检测鼠标输入和键盘输入事件。 moues_key_select.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { //打开鼠标设备 int fd = open("/dev/input/mouse0", O_RDONLY); if (fd //3.调用select函数检测事件 tempfds=readfds; ret=select(maxfd+1,&tempfds,NULL,NULL,NULL); if(ret fgets(buf,sizeof(buf),stdin); printf("key:%s\n",buf); } //鼠标输入 if(FD_ISSET(fd,&tempfds)) { int ret=read(fd,buf,sizeof(buf)); printf("mouse:%s\n",buf); } } close(fd); return 0; }练习2：检测键盘和sockfd （TCP实现同时链接多个客户端） 修改 serever.c代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include /* According to earlier standards */ #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 2) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd, acceptfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.绑定套接字 bind （绑定自己的ip和端口，便于别人找到自己） if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("listen err."); return -1; } printf("listen ok.\n"); //select - 多个客户端链接一个服务器 用于链接的文件描述符是sockfd //请求，sockfd读到请求 检测sockfd的读事件 //1.创建表 fd_set readfds,tempfds; //清空表 FD_ZERO(&readfds); //2.将关心文件描述符添加到表 0 sockfd=3 FD_SET(0,&readfds); FD_SET(sockfd,&readfds); int maxfd=sockfd; //3.循环调用select检测 int ret; char buf[128]; while (1) { tempfds=readfds; ret=select(maxfd+1,&tempfds,NULL,NULL,NULL); if(ret fgets(buf,sizeof(buf),stdin); printf("key:%s\n",buf); } if(FD_ISSET(sockfd,&tempfds)) { //sockfd产生事件，有客户端链接，需要调用accept进行链接 //4.阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个通信文件描述符 accept acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len); if (acceptfd if (argc != 2) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd, acceptfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.绑定套接字 bind （绑定自己的ip和端口，便于别人找到自己） if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("listen err."); return -1; } printf("listen ok.\n"); //功能：select 服务器响应多个客户端请求且进行通信 //1.创建表 fd_set readfds, tempfds; FD_ZERO(&readfds); //清空表 //2.添加关心的文件描述符 FD_SET(0, &readfds); FD_SET(sockfd, &readfds); int maxfd = sockfd, ret; char buf[128]; int recvbyte; //3.循环调用select检测 ，select阻塞等待有事件产生返回 while (1) { tempfds = readfds; ret = select(maxfd + 1, &tempfds, NULL, NULL, NULL); if (ret if (FD_ISSET(i, &tempfds))//循环遍历i即文件描述符的值，判断是否在监测表中 { if (i == 0)//监测标准输入 { fgets(buf, sizeof(buf), stdin); printf("key:%s\n", buf); //将服务器段输入的数据作为通知的消息发送给所有链接的客户端 for(int j=4;j send(j,buf,sizeof(buf),0); } } } else if (i == sockfd)//监测sockfd { //4.阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个通信文件描述符 accept acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len); if (acceptfd //接收消息 recvbyte = recv(i, buf, sizeof(buf), 0); if (recvbyte printf("%d client exit.\n",i); FD_CLR(i, &readfds);//从文件描述符表中清除对应fd close(i); break; } else { printf("%d buf:%s\n",i, buf); } } } } } close(sockfd); return 0; }client.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 3) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.请求链接 connect if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("fork err."); return -1; } else if (pid == 0) { while (1) { fgets(buf, sizeof(buf), stdin); if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n') buf[strlen(buf) - 1] = '\0'; //发送消息 send(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); } } else { while (1) { //接收消息 recvbyte = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if (recvbyte int fd; /* 检测的文件描述符 */ short events; /* 检测事件 */ short revents; /* 调用poll函数返回填充的事件，poll函数一旦返回，将对应事件自动填充结构体这个成员。只需要判断这个成员的值就可以确定是否产生事件 */ }; 使用如： struct pollfd fds[20]={};//poll()函数第一个参数传递的是fds的地址 事件： POLLIN ：读事件 POLLOUT : 写事件 POLLERR：异常事件poll实现IO多路复用的特点 1. 优化文件描述符个数的限制;(根据poll函数第一个函数的参数来定，如果监听的事件为1个，则结构体数组元素个数为1，如果想监听100个，那么这个结构体数组的元素个数就为100，由程序员自己来决定) 2. poll被唤醒之后需要重新轮询一遍驱动的poll函数，效率比较低 3. poll不需要重新构造文件描述符表，只需要从用户空间向内核空间拷贝一次数据即可server.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 2) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd, acceptfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.绑定套接字 bind （绑定自己的ip和端口，便于别人找到自己） if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("listen err."); return -1; } printf("listen ok.\n"); //功能：poll 服务器响应多个客户端请求且进行通信 //1.创建表 -创建一个结构体数组 struct pollfd fds[20]={}; //大小自己确定，没有限定个数 //2.添加关心的文件描述符 fds[0].fd = 0; fds[0].events=POLLIN;//读事件 fds[1].fd=sockfd; fds[1].events=POLLIN; int n = 2, ret; char buf[128]; int recvbyte; //3.循环调用poll检测 ，poll阻塞等待有事件产生返回 -1 while (1) { ret = poll(fds, n, -1); if (ret if (fds[i].revents == POLLIN) { if (fds[i].fd == 0) { fgets(buf, sizeof(buf), stdin); printf("key:%s\n", buf); //将服务器段输入的数据作为通知的消息发送给所有链接的客户端 for(int j=2;j //4.阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个通信文件描述符 accept acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len); if (acceptfd //接收消息 recvbyte = recv(fds[i].fd, buf, sizeof(buf), 0); if (recvbyte printf("%d client exit.\n",fds[i].fd); close(fds[i].fd); fds[i]=fds[n-1]; n--; i--; break; } else { printf("%d buf:%s\n",fds[i].fd, buf); } } } } } close(sockfd); return 0; } 13.5.3.3 epoll 实现IO多路复用（异步）epoll实现机制：(了解) epoll的提出--》它所支持的文件描述符上限是系统可以最大打开的文件的数目；eg：1GB机器上，这个上限10万个左右。 每个fd上面有callback(回调函数)函数，只有活跃的fd才有主动调用callback，不需要轮询。 注意： Epoll处理高并发，百万级，不关心底层怎样实现，只需要会调用就可以。函数接口 #include int epoll_create(int size); 功能：创建红黑树根节点 参数：size：不作为实际意义值 >0 即可 返回值：成功时返回epoll文件描述符，失败时返回-1。 int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event); 功能：控制epoll属性 epfd:epoll_create函数的返回句柄。 op:表示动作类型。有三个宏 来表示： EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中 EPOLL_CTL_MOD：修改已注册fd的监听事件 EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd Fd:需要监听的fd。 event:告诉内核需要监听什么事件 EPOLLIN:表示对应文件描述符可读 EPOLLOUT:可写 EPOLLPRI：有紧急数据可读； EPOLLERR：错误； EPOLLHUP：被挂断； EPOLLET：触发方式，边缘触发；(默认使用边缘触发) ET模式：表示状态的变化； 返回值：成功时返回0，失败时返回-1 typedef union epoll_data{ void* ptr;(无效) int fd; uint32_t u32; uint64_t u64; } epoll_data_t; struct epoll_event { uint32_t events； / * Epoll事件* / epoll_data_t data； / *用户数据变量* / }; //等待事件到来 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout); 功能：等待事件的产生，类似于select的用法 epfd:句柄； events：用来保存从内核得到事件的集合； maxevents:表示每次能处理事件最大个数； timeout：超时时间，毫秒，0立即返回，-1阻塞 成功时返回发生事件的文件描述个数，失败时返回-1 帮助理解： 1.epoll可以同时支持水平触发和边缘触发（Edge Triggered，只告诉进程哪些文件描述符刚刚变为就绪状态，它只说一遍，如果我们没有采取行动，那么它将不会再次告知，这种方式称为边缘触发），理论上边缘触发的性能要更高一些，但是代码实现相当复杂。 2.epoll同样只告知那些就绪的文件描述符，而且当我们调用epoll_wait()获得就绪文件描述符时， 返回的不是实际的描述符，而是一个代表就绪描述符数量的值，你只需要去epoll指定的一个数组中 依次取得相应数量的文件描述符即可，这里也使用了内存映射（mmap）技术，这样便彻底省掉了这些文件描述符在系统调用时复制的开销。 3.另一个本质的改进在于epoll采用基于事件的就绪通知方式。在select/poll中，进程只有在调用一定的方法后，内核才对所有监视的文件描述符进行扫描，而epoll事先通过epoll_ctl() 来注册一个文件描述符，一旦基于某个文件描述符就绪时，内核会采用类似callback的回调机制， 迅速激活这个文件描述符，当进程调用epoll_wait()时便得到通知。epoll实现IO多路复用的特点 •监听的最大的文件描述符没有个数限制（理论上，取决与你自己的系统） •异步I/O，Epoll当有事件产生被唤醒之后，文件描述符主动调用callback(回调函数)函数直接拿到唤醒的文件描述符，不需要轮询，效率高 •epoll不需要重新构造文件描述符表，只需要从用户空间向内核空间拷贝一次数据即可.server.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { if (argc != 2) { printf("please input %s \n", argv[0]); return -1; } //1.创建套接字 socket int sockfd, acceptfd; sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd struct sockaddr_in * //2.绑定套接字 bind （绑定自己的ip和端口，便于别人找到自己） if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) perror("listen err."); return -1; } printf("listen ok.\n"); //功能：epoll 服务器响应多个客户端请求且进行通信 struct epoll_event event; //暂时保存添加到树上的事件 struct epoll_event revents[20]; //保存从链表中获取的产生的事件 //1.创建表 -创建一颗树 int epfd = epoll_create(1); //2.添加关心的文件描述符到树上 epoll_ctl event.events = EPOLLIN | EPOLLET; event.data.fd = 0; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, 0, &event); event.events = EPOLLIN | EPOLLET; event.data.fd = sockfd; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &event); int n = 2, ret; char buf[128]; int recvbyte; //3.循环调用epoll_wait检测链表中是否有事件 while (1) { //返回值是实际从链表中拿出来事件的个数 ret = epoll_wait(epfd, revents, 20, -1); if (ret if (revents[i].data.fd == 0) { fgets(buf, sizeof(buf), stdin); printf("key:%s\n", buf); } else if (revents[i].data.fd == sockfd) { //4.阻塞等待客户端链接，链接成功返回一个通信文件描述符 accept acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len); if (acceptfd //接收消息 recvbyte = recv(revents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0); if (recvbyte printf("%d client exit.\n", revents[i].data.fd); close(revents[i].data.fd); epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, revents[i].data.fd,NULL); break; } else { printf("%d buf:%s\n",revents[i].data.fd, buf); } } } } close(sockfd); return 0; } 十四、服务器模型● 在网络程序里面,通常都是一个服务器处理多个客户机。 ● 为了处理多个客户机的请求, 服务器端的程序有不同的处理方式。 14.1 循环服务器模型同一个时刻只能响应一个客户端的请求，伪代码如下： socket() bind(); listen(); while(1) { accept(); while(1) { process(); //处理 } close(); } 14.2 并发服务器模型同一个时刻可以响应多个客户端的请求，常用的模型有多进程模型/多线程模型/IO多路复用模型。 14.2.1 多进程模型每来一个客户端连接，开一个子进程来专门处理客户端的数据，实现简单，但是系统开销相对较大，更推荐使用线程模型。伪代码如下： socket() bind(); listen(); while(1) { accept(); if(fork() == 0) //子进程 { while(1) { process(); } close(client_fd); exit(); } else { } }注意：收到客户端消息后，打印下是来自哪个客户端的数据（来电显示） 使用SIGCHLD来处理子进程结束的信号，信号函数中回收进程资源。 14.2.2 多线程模型来一个客户端连接，开一个子线程来专门处理客户端的数据，实现简单，占用资源较少，属于使用比较广泛的模型： socket() bind(); listen(); while(1) { accept(); pthread_create(); } 14.2.3 IO多路复用模型借助select、poll、epoll机制，将新连接的客户端描述符增加到描述符表中，只需要一个线程即可处理所有的客户端连接，在嵌入式开发中应用广泛，不过代码写起了稍显繁琐。 |
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