深入理解计算机系统-----基于IO多路复用的并发事件驱动服务器

1、实现代码 

#include "csapp.h"
typedef struct{
    int maxfd;
    fd_set read_set;
    fd_set ready_set;
    int nready;
    int maxi;
    int clientfd[FD_SETSIZE];
    rio_t clientrio[FD_SETSIZE];
}pool;
int byte_cnt=0;

void echo(int connfd);
void init_pool(int listenfd,pool *p)
{
    int i;
    p->maxi=-1;
    for(i=0;iclientfd[i]=-1;
    p->maxfd=listenfd;
    FD_ZERO(&p->read_set);
    FD_SET(listenfd,&p->read_set);
}
void add_client(int connfd,pool *p)
{
    int i;
    p->nready--;
    for(int i=0;iclientfd[i]<0){
          p->clientfd[i]=connfd;
          Rio_readinitb(&p->clientrio[i],connfd);
          FD_SET(connfd,&p->read_set);
          if(connfd>p->maxfd)
            p->maxfd=connfd;
          if(i>p->maxi)
            p->maxi=i;
          break;


      }
     if(i==FD_SETSIZE)
       app_error("add_client error :to many clients");
 }
 
 void check_clients(pool *p)
 {
     int i,connfd,n;
     char buf[MAXLINE];
     rio_t rio;
     for(i=0;(i<= p->maxi)&&(p->nready > 0);i++){
       connfd=p->clientfd[i];
       rio = p->clientrio[i];
 
       if((connfd > 0)&&(FD_ISSET(connfd,&p->ready_set))){
           p->nready--;
           if((n=Rio_readlineb(&rio,buf,MAXLINE))!=0){
               byte_cnt+=n;
               printf("Server receive %d (%d total) bytes on fd %d\n",n,byte_cnt,connfd);
               Rio_writen(connfd,buf,n);
           }
           else
           {
               Close(connfd);
               FD_CLR(connfd,&p->read_set);
               p->clientfd[i]=-1;
           }
       }
     }
 
 
 }
 int main(int argc, char **argv)
 {
     int listenfd, connfd, port, clientlen;
     static pool pool;
     struct sockaddr_in clientaddr;
     struct hostent *hp;
     char *haddrp;
     fd_set read_set,ready_set;
     if (argc != 2)
     {
         fprintf(stderr, "usage: %s \n", argv[0]);
         exit(0);
     }
     port = atoi(argv[1]);
     // Signal(SIGCHLD,sigchld_handler);
     listenfd = Open_listenfd(port);
 
     init_pool(listenfd,&pool);
 //  FD_ZERO(&read_set);
 //  FD_SET(STDIN_FILENO,&read_set);
 //  FD_SET(listenfd,&read_set);
     while (1)
     {
 
         pool.ready_set=pool.read_set;
         pool.nready=Select(pool.maxfd+1,&pool.ready_set,NULL,NULL,NULL);
         //if(FD_ISSET(STDIN_FILENO,&read_set)){
         //  command();   //从标准输入读命令行
         //}
         if(FD_ISSET(listenfd,&pool.ready_set)){
              clientlen = sizeof(clientaddr);
              connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
              add_client(connfd,&pool);
         /* determine the domain name and IP address of the client */
              /* hp = Gethostbyaddr((const char *)&clientaddr.sin_addr.s_addr
               sizeof(clientaddr.sin_addr.s_addr), AF_INET);  
               haddrp = inet_ntoa(clientaddr.sin_addr);  
               printf("server connected to %s (%s)\n", hp->h_name, haddrp);  
               echo(connfd);  
              Close(connfd);*/



        }
        check_clients(&pool);

    }

2、代码分析

        创建一个pool结构维护着活动客户端的集合，在调用init_pool初始化池之后，服务器进入一个无限循环，在循环的每次迭代中服务器调用select函数来检测两种不同类型的输入事件，a)来自一个新客户端的连接请求到达。b）一个已存在的客户端已连接描述符准备好了可读。当一个连接请求到达时，服务器打开链接，调用add_client函数，将该客户端添加到池里，最后服务器调用check_clients函数，把来自每个准备好的已连接描述符的一个文本行回送回去。

        init_pool函数初始化客户端池，clientfd数组表示已连接描述符的集合，其中整数-1表示一个可用的槽位，初始时，已连接描述符集合是空的，而监听描述符是select读集合中唯一的描述符。

        add_client函数添加一个新的客户端到活动客户端池中，在clientfd数组中找到一个空槽位置后，服务器将这个已连接描述符添加到数组中，并初始化相对应的RIO读缓冲区，这样就可以对这个描述符调用rio_readlineb。然后，将这个已连接描述符添加到select读集合并更新池的一些全局属性，maxfd变量记录了select的最大文件描述符，maxi变量记录的是到clientfd数组的最大索引。

        check_clients函数回送来自每个准备好的已连接描述符的一个文本行，如果成功地从描述符读取了一个文本行，那么就将该文本行回送到客户端。如果因为客户端关闭连接中地它的那一端，检测到EOF，那么将关闭这边地连接端，并从池中清除这个描述符。

        根据有限状态机模型，select函数检测到输入事件，add_client函数创建一个新的逻辑流，check_client函数回送输入行，从而执行状态转移，而且当客户端完成文本行发送时，它还要删除这个状态机。

3、结果