linux socket的select函数例子

linux socket的select函数例子 

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，功能非常简单，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_A，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_A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_A。

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

#define MYPORT 1234    // the port users will be connecting to

#define BACKLOG 5     // how many pending connections queue will hold

#define BUF_SIZE 200

int fd_A[BACKLOG];    // accepted connection fd
int conn_amount;    // current connection amount

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

int main(void)
{
    int sock_fd, new_fd;  // listen on sock_fd, new connection on new_fd
    struct sockaddr_in server_addr;    // server address information
    struct sockaddr_in client_addr; // connector's address information
    socklen_t sin_size;
    int yes = 1;
    char buf[BUF_SIZE];
    int ret;
    int i;

    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1) {
        perror("setsockopt");
        exit(1);
    }
   
    server_addr.sin_family = AF_INET;         // host byte order
    server_addr.sin_port = htons(MYPORT);     // short, network byte order
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // automatically fill with my 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");
        exit(1);
    }

    if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1) {
        perror("listen");
        exit(1);
    }

    printf("listen port %d\n", MYPORT);

    fd_set fdsr;
    int maxsock;
    struct timeval tv;

    conn_amount = 0;
    sin_size = sizeof(client_addr);
    maxsock = sock_fd;
    while (1) {
        // initialize file descriptor set
        FD_ZERO(&fdsr);
        FD_SET(sock_fd, &fdsr);

        // timeout setting
        tv.tv_sec = 30;
        tv.tv_usec = 0;

        // add active connection to fd set
        for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {
            if (fd_A[i] != 0) {
                FD_SET(fd_A[i], &fdsr);
            }
        }

        ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);
        if (ret < 0) {
            perror("select");
            break;
        } else if (ret == 0) {
            printf("timeout\n");
            continue;
        }

        // check every fd in the set
        for (i = 0; i < conn_amount; i++) {
            if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr)) {
                ret = recv(fd_A[i], buf, sizeof(buf), 0);
                if (ret <= 0) {        // client close
                    printf("client[%d] close\n", i);
                    close(fd_A[i]);
                    FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);
                    fd_A[i] = 0;
                } else {        // receive data
                    if (ret < BUF_SIZE)
                        memset(&buf[ret], '\0', 1);
                    printf("client[%d] send:%s\n", i, buf);
                }
            }
        }

        // check whether a new connection comes
        if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr)) {
            new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);
            if (new_fd <= 0) {
                perror("accept");
                continue;
            }

            // add to fd queue
            if (conn_amount < BACKLOG) {
                fd_A[conn_amount++] = new_fd;
                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);
                break;
            }
        }
        showclient();
    }

    // close other connections
    for (i = 0; i < BACKLOG; i++) {
        if (fd_A[i] != 0) {
            close(fd_A[i]);
        }
    }

    exit(0);
}

楼主真是太厉害了，select用的真是巧妙！完全实现在单线程的情况下多用户通信，我运行过代码，非常成功！不过经过我觉得楼主在accept函数里面fd_A[conn_amount++]
=
new_fd;可以稍加改进，按照楼主的意图，会出现当一个用户不断连接再断开的情况下，当连接次数超过maxconnection的时候，就会退出，因此fd_A[i]没有很好的利用,不能实现动态管理，我建议仅将conn_amount仅作为客户端连接数，而不是有连接就增加，当accept成功的时候，就加1，当recv＝0的时候就减1；建议将fd_A[conn_amount++]
= new_fd;这句程序改为
for(i = 0;i < MAXCLIENT;i++)
{
if(fd[i] ==
0)
{
fd[i] =
new_fd;
break;
}

}
conn_amount++;
这样就可以重复利用fd[i]的空间；
另外在recv返回值<=0的时候，加一句conn_amount++;
还有一点，超过最大连接数的时候break应该为continue，这样会更人性化一点，客户端太多关闭它的请求就行了，没必要自毁，这样整个系统就可以动态与客户端实现连接，很感谢楼主的贡献，使我少走了很多弯路，现在在楼主的基础上，我基本上已经实现了多用户访问的服务器端程序，而且还加上了数据库，我觉得这个世界是这么的美妙！

一个多月没碰了，不过当时听说select有这么大的作用，很兴奋，当时要实现单线程多用户，刚好select提供了这一切，由于整个项目有很多内容，还包括数据库和QT界面部分，因此，里面会有像qDebug、emit
这样的函数或者关键字，不过这不影响阅读，朋友们可以根据需要用printf等函数代替或者去掉，这里只提供socket连接部分，下面的函数中可能有部分是宏定义，比如BUF_SIZE，MAXCLIENT等。该函数除了实现动态管理最大连接数外，还限制了一个连接的空闲连接时间（MAX_IDLECONNCTIME），各位如看到下面读取系统时间这部分即为连接控制，目的就是为了，当一个用户在一定时间内没有连接请求，也没有发送和接受数据，服务器就可以关掉这个连接，这样同时还有效的制止了一些非常规的断开方法，比如客户端突然断电，拔掉网线等（这个时候，服务端是检测不到的客户端已断开）。

这些代码，经过长时间测试，没有出现问题，朋友们如果有什么更简洁高效的方法，一定要共享出来哦！

void run()
{
char msg[BUF_SIZE];
int
Listen_socket,ret,on;
struct sockaddr_in local_addr;
struct sockaddr_in
client_addr;
int i;
fd_set fdsr; //文件描述符集的定义
socklen_t
addr_size;
addr_size = sizeof(struct sockaddr_in);

int conn_amount =
0; //当前最大活跃连接数
int new_fd;
struct timeval tv;

//建立socket套接字
if(
(Listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) == -1)
{
emit
err_msg_signal("failed create socket");
}

//bind API
函数将允许地址的立即重用
on = 1;
ret = setsockopt( Listen_socket, SOL_SOCKET,
SO_REUSEADDR,
&on, sizeof(on) );

int
nNetTimeout=2000;//2秒
//设置发送时限
setsockopt(Listen_socket,SOL_SOCKET,SO_SNDTIMEO,(char
*)&nNetTimeout,sizeof(int)
);
//设置接收时限
setsockopt(Listen_socket,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char
*)&nNetTimeout,sizeof(int));

//设置本机服务类型
local_addr.sin_family =
AF_INET;
local_addr.sin_port = htons(port);
local_addr.sin_addr.s_addr =
INADDR_ANY;

//while(flag_port ==
0)
//绑定本机IP和端口号
if(bind(Listen_socket, (struct sockaddr*)&local_addr,
sizeof(struct sockaddr)) == -1)
{
emit err_msg_signal("failed
bind");
}

//监听客户端连接
if(listen(Listen_socket, 8) == -1)
{
emit
err_msg_signal("failed listen");
}


QTime
current_time;
current_time = QTime::currentTime();
int flag_minutechange =
0,lastminute = current_time.currentTime().minute();
int maxsock =
Listen_socket;

/***************************************
以下为并发连接处理，系统关键部分
***************************************/

while
(1)
{

if( current_time.currentTime().minute() != lastminute)
//每次循环开始都读取系统时间，与上次分钟数比较，为以下超时判断提供依据
{
lastminute =
current_time.currentTime().minute();
flag_minutechange =
1;
}

FD_ZERO(&fdsr); //每次进入循环都重建描述符集
FD_SET(Listen_socket,
&fdsr);
for (i = 0; i < MAXCLIENT; i++) //将存在的套接字加入描述符集
{
if
(fd[i] != 0)
{
FD_SET(fd[i], &fdsr);
if(flag_minutechange ==
1)
{
con_time[i]--;
if(con_time[i] <=
0)
{
close(fd[i]);
FD_CLR(fd[i], &fdsr);
fd[i] =
0;
conn_amount--;
}
}

}
}
flag_minutechange =
0;
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
ret = select(maxsock + 1, &fdsr,
NULL, NULL,&tv);
//关键的select()函数，用来探测各套接字的异常
//如果在文件描述符集中有连接请求或发送请求，会作相应处理，
//从而成功的解决了单线程情况下阻塞进程的情况，实现多用户连接与通信

if
(ret < 0) //<0表示探测失败
{
qDebug()<<"failed
select\n";
break;
}
else if (ret == 0)
//=0表示超时，下一轮循环
{
//qDebug()<<"timeout\n";
continue;
}

//
如果select发现有异常，循环判断各活跃连接是否有数据到来
for (i = 0; i < conn_amount;
i++)
{
if (FD_ISSET(fd[i], &fdsr))
{
ret = recv(fd[i], msg,
BUF_SIZE, 0);
if (ret <= 0) //
recv<=0,表明客户端关闭连接，服务器也关闭相应连接，并把连接套接子从文件描述符集中清除
{
qDebug("client[%d]
close\n", i);
close(fd[i]);
FD_CLR(fd[i], &fdsr);
fd[i] =
0;
conn_amount--;
}
else //否则表明客户端有数据发送过来，作相应接受处理
{
con_time[i] =
MAX_IDLECONNCTIME;
//重新写入fd[i]的超时数，再此之后如果MAX_IDLECONNCTIME分钟内此连接无反应，服务器会关闭该连接
if (ret <
BUF_SIZE)
emit err_msg_signal("client ip: " +
QString::fromLatin1(inet_ntoa(client_addr.sin_addr)) +
" port: " +
QString::number(ntohs(client_addr.sin_port))+" coming
data");
qDebug("client[%d] send:%s\n", i, msg);
msg[ret] =
'\0';
emit
recv_msg_signal(QString::fromLatin1(msg),fd[i]);
//send(fd[i],msg,ret,0);
}
}
}
//
以下说明异常有来自客户端的连接请求
if (FD_ISSET(Listen_socket, &fdsr))
{
new_fd =
accept(Listen_socket, (struct sockaddr *)&client_addr,
&addr_size);
if (new_fd <= 0)
{
qDebug("failed
accept");
continue;
}

// 判断活跃连接数时候是否小于最大连接数，如果是，添加新连接到文件描述符集中
if
(conn_amount < MAXCLIENT)
{
for(i = 0;i <
MAXCLIENT;i++)
{
if(fd[i] == 0)
{

fd[i] = new_fd;
con_time[i]
= MAX_IDLECONNCTIME;
//每次新建立连接，设置该连接的超时数，如果此连接此后MAX_IDLECONNCTIME分钟内无反应，关闭该连接
break;
}

}
conn_amount++;
//fd[conn_amount++]
= new_fd;
qDebug("new connection client[%d] %s:%d\n",
conn_amount,
inet_ntoa(client_addr.sin_addr),
ntohs(client_addr.sin_port));
emit err_msg_signal("client ip: " +
QString::fromLatin1(inet_ntoa(client_addr.sin_addr)) +
" port: " +
QString::number(ntohs(client_addr.sin_port)));
if (new_fd >
maxsock)
maxsock = new_fd;
}
else
{
qDebug("MAXCLIENT arrive,
exit\n");
send(new_fd, "over MAXCLIENT\n", 25,
0);
close(new_fd);
continue;
}
}

}
}