TCP/IP网络编程笔记Chapter II -1套接字和标准IO
TCP/IP网络编程笔记Chapter II -1套接字和标准IO
- 1.标准I/O函数优点及缺点
-
- （1）标准I/O函数的优点
- （2）标准I/O函数的缺点
- 2.使用标准I/O函数
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- （1）利用fdopen函数转换为FILE结构体指针
- （2）利用fileno函数转换为文件描述符
- 3.基于套接字的标准I/O函数使用
之前我们使用的都是默认数据通信手段read&write函数及系统I/O函数，未使用过标准I/O函数。
1.标准I/O函数优点及缺点
（1）标准I/O函数的优点
- 标准I/O函数具有良好的移植性
- 标准I/O函数可以利用缓冲提高性能
标准函数都具有良好的移植性，而使用标准I/O函数会得到额外的缓冲支持。套接字缓冲和标准I/O缓冲关系如下图
假如我们通过fputs函数传输字符串“Hello”时，首先将数据传递到标准I/O函数的缓冲，然后数据将移动到套接字输出缓冲，最后将字符串发送到对方主机。其中套接字中的缓冲主要用于实现TCP的协议（防止数据丢失，在确认前保存的数据）；而标准I/O函数缓冲的目的是提高性能。假如把一个字节的数据发送十次，由于发送的每个数据包存在固定大小的首部，传递的总字节数远远多于拥有缓冲后传递一个十字节的数据。
（2）标准I/O函数的缺点
- 不容易进行双向通信
- 有时可能频繁调用fflush函数
- 需要以FILE结构体指针的形式返回文件描述
2.使用标准I/O函数
（1）利用fdopen函数转换为FILE结构体指针
创建套接字时返回文件描述符，而为了使用标准I/O函数，只能将其转换为FILE结构体指针。
#include - 成功时返回转换的FILE结构体指针，失败时返回NULL
- filedes：需要转换的文件描述符
- mode：将要创建的FILE结构体指针的模式信息
| mode | 含义 |
|---|---|
| r | 打开只读文件，该文件必须存在 |
| r+ | 打开可读写的文件，该文件必须存在 |
| w | 打开只写文件，若文件不存在则建立该文件，存在则清零 |
| w+ | 打开可读写文件，若文件不存在则建立该文件 ，存在则清零 |
| a | 以附加的方式打开只写文件，若文件不存在，则会建立该文件 |
| a+ | 以附加方式打开可读写的文件，若文件不存在，则会建立该文件 |
#include 将Network C programming写入新建的data.dat中
（2）利用fileno函数转换为文件描述符
与fdopen函数功能相反的函数fileno，它将FILE指针转换为文件描述符的函数
#include - 成功时返回转换的文件描述符，失败时返回-1
- stream为FILE指针参数
//todes.c
#include 
将data.dat的文件描述符转为FILE*，并改写内容为TCP/IP SOCKET PROGRAMMING，再将结构体指针转回文件描述符。输出转换前与转换后的文件描述符，都是3确定已经正确转换。
3.基于套接字的标准I/O函数使用
将 实现一个简单TCP服务器端与客户端 中的read、write函数用本节的标准I/O函数替代
//服务器端
//之前
while((str_len = read(clnt_sock,message,BUF_SIZE)) != 0)
write(clnt_sock,message,str_len);
//现在
readfp = fdopen(clnt_sock, "r");
writefp = fdopen(clnt_sock, "w");
while (!feof(readfp))
{
fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
fputs(message, writefp);
fflush(writefp);//fflush函数立即将数据传输到客户端
}
fclose(readfp);
fclose(writefp);
完整的服务器端
//echo_stdserv.c
#include \n" , argv[0]);
exit(1);
}
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (serv_sock == -1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
error_handling("bind() error");
if (listen(serv_sock, 5) == -1)
error_handling("listen() error");
clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
for (i = 0; i < 5; i++)
{
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
if (clnt_sock == -1)
error_handling("accept() error");
else
printf("Connected client %d \n", i + 1);
readfp = fdopen(clnt_sock, "r");
writefp = fdopen(clnt_sock, "w");
while (!feof(readfp))
{
fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
fputs(message, writefp);
fflush(writefp);
}
fclose(readfp);
fclose(writefp);
}
close(serv_sock);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
客户端对比
//客户端
//之前
while(1)
{
...
write(sock,message,strlen(message));
str_len = read(sock,message,BUF_SIZE - 1); //去掉字符串结束符
message[str_len] = 0; //字符串结束符位置覆盖掉
...
}
//现在
readfp = fdopen(sock, "r");
writefp = fdopen(sock, "w");
while (1)
{
...
fputs(message, writefp);
fflush(writefp);
fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
...
}
fclose(writefp);
fclose(readfp);
完整客户端代码如下；
//echo_stdclnt.c
#include \n" , argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock == -1)
error_handling("socket() error");
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
error_handling("connect() error!");
else
puts("Connected...........");
readfp = fdopen(sock, "r");
writefp = fdopen(sock, "w");
while (1)
{
fputs("Input message(Q to quit): ", stdout);
fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n"))
break;
fputs(message, writefp);
fflush(writefp);
fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
printf("Message from server: %s", message);
}
fclose(writefp);
fclose(readfp);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}