linux-socket编程(八)读、写、异常事件发生条件

读、写、异常事件发生条件

可读的条件:

套接口缓存区有数据可读;
连接的读一半关闭,即接受到FIN段,读操作将返回0。
如果是监听套接口,已完成连接队列不为空时。
套接口上发生了一个错误待处理,错误可以通过getsockopt指定SO_ERROR选项来获取。

可写的条件:

套接口发送缓存区有空间容纳数据。
连接的写一半关闭。即接收到RST段之后,再次调用write操作。
套接口上发生了一个错误待处理,错误可以通过getsockopt指定SO_ERROR选项来获取。

异常的条件:

套接口存在带外数据。

带外数据:

传输层协议使用带外数据(out-of-band,OOB)来发送一些重要的数据,
如果通信一方有重要的数据需要通知对方时,协议能够将这些数据快速
地发送到对方.为了发送这些数据,协议一般不使用与普通数据相同的
通道,而是使用另外的通道.linux系统的套接字机制支持低层协议发送
和接受带外数据.但是TCP协议没有真正意义上的带外数据.为了发送重
要协议,TCP提供了一种称为紧急模式(urgentmode)的机制.TCP协议在
数据段中设置URG位,表示进入紧急模式.接收方可以对紧急模式采取特
殊的处理.很容易看出来,这种方式数据不容易被阻塞,可以通过在我们
的服务器端程序里面捕捉SIGURG信号来及时接受数据或者使用带OOB标
志的recv函数来接受、

好的解释链接:https://www.cnblogs.com/c-slmax/p/5553857.html

使用select改进回射服务器:

服务器程序:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#icnldue 
#include 


using namespace std;

struct packet
{
    int len;
    char buf[1024];
};

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩余字节数
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}

ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); // 查看传入消息
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 当前指针位置
    int nleft = maxline;
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, buf, nleft);
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
                if (ret != i+1)
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;
            }
        }
        if (nread > nleft)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;
    }
    return -1;
}

void echo_srv(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];
    // struct packet recvbuf;
    int n;
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = readline(connfd, recvbuf, 1024);
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(connfd, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }

}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 创建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 确保time_wait状态下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0) {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 绑定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待连接请求状态
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允许连接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen;

/* 
    // 6. 数据交换
    pid_t pid;
    while (1) {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1) {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        if (pid == 0)   // 子进程
        {
            close(listenfd);
            echo_srv(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
*/
	//使用select来实现 
	int i;
	int client[FD_SETSIZE]; //FD_SETSIZE表示select处理的最大可读I/O数量
	int maxi = 0; //优化,代表最大的空闲位置 
	for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)//为了保存conn 
	{
		client[i] = -1;	//-1表示空闲状态 
	} 
	//以单进程的方式来实现并发处理多个客户端的连接 
	int nready; //表示检测到的数据 
	int maxfd = listenfd; //select参数1
	fd_set rset;          //参数2 
	int conn;
	fd_set allset;
	FD_ZERO(&rset);
	FD_ZERO(&allset);
	FD_SET(listenfd, &allset); 
	while(1)
	{
		//使用allset的为了防止rset中的事件改变,没有将所有事件保存起来,这样就保证每次都是监听所有的套接口。 
		rset = allset;
		nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
		if(nready == -1)
		{
			if(errno == EINTR)
				continue;
			ERR_EXIT("select");
		}
		if(nready == 0)
			continue;
		//处理监听套接口 
		if(FD_ISSET(listenfd, &rset))
		{
			peerlen = sizeof peeraddr;
			conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen);
			if(conn == -1)
			{
				ERR_EXIT("accept");
			}
			for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
			{
				if(client[i] < 0)
				{
					client[i] = conn;
					if(i > maxi) 
					{
						maxi = i; 
					} 
					break;
				}
			}
			if(i == FD_SETSIZE)
			{
				fprintf(stderr, "too many clients\n");
				exit(EXIT_FAILURE);
			}
			printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        	printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));
        	FD_SET(conn, &allset); //将事件添加到集合当中
			if(conn > maxfd)
			{
				maxfd = conn;
			}
			if(--nready <= 0) 
			{
				continue;
			}
		}
		
		//处理已经连接的套接口
		for(i = 0; i <= maxi; i++) 
		{
			conn = client[i];
			if(conn == -1)
				continue;
			if(FD_ISSET(conn, &rset))
			{
				char recvbuf[1024];
				int ret = readline(conn, recvbuf, 1024);
		        if (ret == -1)
		        {
		            ERR_EXIT("readline");
		        }
		        if (ret == 0)
		        {
		            printf("client close\n");
		            FD_CLR(conn, &allset);
		            client[i] = -1;//由于删除掉以后所以要重新赋值为-1 
		        }
		
		        fputs(recvbuf, stdout);
		        writen(conn, recvbuf, strlen(recvbuf));
		        if(--nready <= 0)
		        	break;
			}
		}
	}
    // 7. 断开连接
    close(listenfd);
    return 0;
}

测试结果:

1表示服务器,2,3,是两个客户端:

linux-socket编程(八)读、写、异常事件发生条件_第1张图片 linux-socket编程(八)读、写、异常事件发生条件_第2张图片

linux-socket编程(八)读、写、异常事件发生条件_第3张图片

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