Linux中select函数学习及实例笔记

/*使用select函数可以以非阻塞的方式和多个socket通信。程序只是演示select函数的使用， 即使某个连接关闭以后也不会修改当前连接数，连接数达到最大值后会终止程序。
1. 程序使用了一个数组fd，通信开始后把需要通信的多个socket描述符都放入此数组
2. 首先生成一个叫sock_fd的socket描述符，用于监听端口。
3. 将sock_fd和数组fd中不为0的描述符放入select将检查的集合fdsr。
4. 处理fdsr中可以接收数据的连接。如果是sock_fd，表明有新连接加入，将新加入连接的socket描述符放置到fd。 */ 

// select_server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MYPORT 1234 //连接时使用的端口

#define MAXCLINE 5 //连接队列中的个数

#define BUF_SIZE 200

int fd[MAXCLINE]; // 连接的fd

int conn_amount; //当 前的连接数


void showclient()
{
  int i;
  printf("client amount:%d\n",conn_amount);
  for(i=0;i<MAXCLINE;i++)
  {
    printf("[%d]:%d ",i,fd[i]);
  }
  printf("\n\n");
}


int main(void)
{
  int sock_fd,new_fd; // 监听套接字 连接套接字

  struct sockaddr_in server_addr; // 服务器的地址信息

  struct sockaddr_in client_addr; // 客户端的地址信息

  socklen_t sin_size;
  int yes = 1;
  char buf[BUF_SIZE];
  int ret;
  int i;
  // 建立sock_fd套接字

  if((sock_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)
  {
    perror("setsockopt");
    exit(1);
  }
  // 设置套接口的选项 SO_REUSEADDR 允许在同一个端口启动服务器的多个实例

  // setsockopt的第二个参数SOL SOCKET 指定系统中，解释选项的级别 普通套接字

  if(setsockopt(sock_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&yes,sizeof(int))==-1)
  {
    perror("setsockopt error \n");
    exit(1);
  }
  
  server_addr.sin_family = AF_INET; // 主机字节序

  server_addr.sin_port = htons(MYPORT);
  server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;// 通配IP

  memset(server_addr.sin_zero,'\0',sizeof(server_addr.sin_zero));

  if(bind(sock_fd,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr)) == -1)
  {
    perror("bind error!\n");
    exit(1);
  }

  if(listen(sock_fd,MAXCLINE)==-1)
  {
    perror("listen error!\n");
    exit(1);
  }

  printf("listen port %d\n",MYPORT);

  fd_set fdsr; //文件描述符集的定义

  int maxsock;
  struct timeval tv;

  conn_amount =0;
  sin_size = sizeof(client_addr);
  maxsock = sock_fd;

  while(1)
  {
    // 初始化文件描述符集合

    FD_ZERO(&fdsr); // 清除描述符集

    FD_SET(sock_fd,&fdsr); // 把sock_fd加入描述符集

    //超时的设定

    tv.tv_sec = 30;
    tv.tv_usec =0;
    // 添加活动的连接

    for(i=0;i<MAXCLINE;i++) 
    {
      if(fd[i]!=0)
      {
          FD_SET(fd[i],&fdsr);
      }
    }
    // 如果文件描述符中有连接请求 会做相应的处理，实现I/O的复用 多用户的连接通讯

    ret = select(maxsock +1,&fdsr,NULL,NULL,&tv);
    if(ret <0) // 没有找到有效的连接 失败

    {
      perror("select error!\n");
      break;
    }
    else if(ret ==0)// 指定的时间到，

    {
      printf("timeout \n");
      continue;
    }
    // 循环判断有效的连接是否有数据到达

    for(i=0;i<conn_amount;i++)
    {
      if(FD_ISSET(fd[i],&fdsr))
      {
        ret = recv(fd[i],buf,sizeof(buf),0);
        if(ret <=0) // 客户端连接关闭，清除文件描述符集中的相应的位

        {
          printf("client[%d] close\n",i);
          close(fd[i]);
          FD_CLR(fd[i],&fdsr);
          fd[i]=0;
          conn_amount--;
          
        }
        // 否则有相应的数据发送过来 ，进行相应的处理

        else
        {
          if(ret <BUF_SIZE)
            memset(&buf[ret],'\0',1);
          printf("client[%d] send:%s\n",i,buf);
        }
      }
    }

    if(FD_ISSET(sock_fd,&fdsr))
      {
        new_fd = accept(sock_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&sin_size);
        if(new_fd <=0)
        {
          perror("accept error\n");
          continue;
        }
        // 添加新的fd 到数组中 判断有效的连接数是否小于最大的连接数，如果小于的话，就把新的连接套接字加入集合

        if(conn_amount <MAXCLINE)
        {
          for(i=0;i< MAXCLINE;i++)
          {
            if(fd[i]==0)
            {
              fd[i] = new_fd;
              break;
            }
          }
         conn_amount++;
          printf("new connection client[%d]%s:%d\n",conn_amount,inet_ntoa(client_addr.sin_addr),ntohs(client_addr.sin_port));
          if(new_fd > maxsock)
          {
            maxsock = new_fd;
          }
        }
        
          else
          {
            printf("max connections arrive ,exit\n");
            send(new_fd,"bye",4,0);
            close(new_fd);
            continue;
          }
        }
        showclient();
      }

      for(i=0;i<MAXCLINE;i++)
      {
        if(fd[i]!=0)
        {
          close(fd[i]);
        }
      }
      
      exit(0);
  } 

//客户端的一个简单的实现，只是为了证实一下，服务器端程序的正确性 

//select_client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>

#define MAXDATASIZE 100
#define SERVPORT 1234
#define MAXLINE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
  int sockfd,sendbytes;
  // char send[MAXLINE];

   char send[MAXLINE];
  char buf[MAXDATASIZE];
  struct hostent *host;
  struct sockaddr_in serv_addr;
  if(argc <2)
  {
    fprintf(stderr,"Please enter the server's hostname\n");
    exit(1);
  }

  if((host = gethostbyname(argv[1])) == NULL)
  {
    perror("gethostbyname");
    exit(1);
  }
  if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)
  {
    perror("socket error \n");
    exit(1);
  }

  serv_addr.sin_family = AF_INET;
  serv_addr.sin_port = htons(SERVPORT);
  serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
  bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);

  if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) ==-1)
  {
    perror("connect \n");
    exit(1);
  }
  while(fgets(send,1024,stdin)!=NULL)
  {
     if((sendbytes = write(sockfd,send,100)) ==-1)
  {
    perror("send error \n");
    exit(1);
  }
  }
  close(sockfd);
}