Linux 学习笔记之 Socket Select 函数

Linux 学习笔记之 Socket Select 函数

    linux 的socket函数分为阻塞和非阻塞两种方式，比如accept函数，在阻塞模式下，它会一直等待有客户连接。而在非阻塞情况下，会立刻返回。我们一般都 希望程序能够运行在非阻塞模式下。一种方法就是做一个死循环，不断去查询各个socket的状态，但是这样会浪费大量的cpu时间。解决这个问题的一个方 法就是使用select函数。使用select函数可以以非阻塞的方式和多个socket通信。当有socket需要处理时，select函数立刻返回， 期间并不会占用cpu时间。

 

例程分析：

#include
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#define MYPORT 1234    // 侦听端口

#define BACKLOG 5     // 最大可连接客户端数量

#define BUF_SIZE 200

int fd_A[BACKLOG];    // 连接的FD数组
int conn_amount;    // 当前连接的数量

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;               // 侦听sock_fd, 新连接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;

    //创建侦听Socket
    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("Create listening socket error!");
        exit(1);
    }
    //配置侦听Socket
    //SO_REUSEADDR BOOL 允许套接口和一个已在使用中的地址捆绑。
    if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)
    {
        perror("setsockopt error!");
        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));

    //绑定新创建的Socket到指定的IP和端口
    if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1)
    {
        perror("bind error!");
        exit(1);
    }
    //开始侦听，最大连接数为BACKLOG
    if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1)

    {
        perror("listen error!");
        exit(1);
    }

    printf("listen port %d\n", MYPORT);
   
    //监控文件描述符集合
    fd_set fdsr;
    //监控文件描述符集合中最大的文件号
    int maxsock;
    //Select超时返回的时间。
    struct tim tv;

    conn_amount = 0;
    sin_size = sizeof(client_addr);
    maxsock = sock_fd;
    while (1)
    {
        // 初始化文件描述符集合 initialize file descriptor set
        FD_ZERO(&fdsr);
        // 把Sock_fd加入到文件描述符集合
        FD_SET(sock_fd, &fdsr);

        // 超时设置30秒
        tv.tv_sec = 30;
        tv.tv_usec = 0;

        // 把活动的socket的句柄加入到文件描述符集合中
        for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
        {
            if (fd_A[i] != 0)
            {
                FD_SET(fd_A[i], &fdsr);
            }
        }
        //Select 函数原型
        //int select（nfds， readfds， writefds， exceptfds， timeout）
        //nfds: select监视的文件句柄数,视进程中打开的文件数而定，一般设为呢要监视各文件中的

        //最大文件号加一
        //readfds:select监视的可读文件句柄集合
        //writefds:select监视的可写文件句柄集合。
        //exceptfds:select监视的异常文件句柄集合。
        //timeout:本次select的超时结束时间。

        ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);

        if (ret < 0)
        {
            perror("select error!");
            break;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            printf("timeout\n");
            continue;
        }

        // 轮询各个文件描述符（socket）
        for (i = 0; i < conn_amount; i++)
        {
             //FD_ISSET（int fd， fdset *fdset）：检查fdset联系的文件句柄fd是否可读写，

             // >0表示可读写。
            if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr))
            {
                //接收数据
                ret = recv(fd_A[i], buf, sizeof(buf), 0);
                if (ret <= 0) //接收数据出错
                {       
                    printf("client[%d] close\n", i);
                    close(fd_A[i]);
                    FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);
                    fd_A[i] = 0;
                }
                else  // 数据接收成功
                {  
                    //将接收数据的最后一位补0
                    if (ret < BUF_SIZE)

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

        // 检查是否有新连接进来，如果有新连接进来，接收连接，生成新socket，

        //并加入到监控文件描述符集合中。
        if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr))
        {
            //接受连接
            new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);
            if (new_fd <= 0)
            {
                perror("accept socket error!");
                continue;
            }

            // 将新的连接加入到监控文件描述符集合
            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();
    }

    // 关闭所有连接
    for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
    {
        if (fd_A[i] != 0)
        {
            close(fd_A[i]);
        }
    }
    exit(0);
}