socket通讯
文章目录
- 前言
- 端口复用
- IO多路复用（IO多路转接）
-
- select
- poll
- epoll
- 代码实例
-
-
- select
- poll
-
- 总结
前言
端口复用
IO多路复用
端口复用
端口复用最常用的用途是:
防止服务器重启时之前绑定的端口还未释放
程序突然退出而系统没有释放端口
设置socket的属性（不局限于端口复用）
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void*optval, socklen_t optlen);
参数：
- sockfd: 要操作的文件描述符，socket(); 的返回值
- level: 级别 -SOL_SOCKET (端口复用的级别)
- optname : 选项的名称
- SO_REUSEPORt
- SO_REUSEADDR
- optval : 端口复用的值（整型）也可以是结构体
- 1 : 可以复用
- 0 ：不可以复用
- optlen ： optval参数的大小
端口复用，设置时机是在bind之前
Linux命令行
netstat
参数：
-a 所有的socket
-p 显示正在使用socket的程序的名称
-n 直接使用IP地址，而不通过域名服务器
IO多路复用（IO多路转接）
I/O 多路复用使得程序能同时监听多个文件描述符，能够提高程序的性能，Linux 下实现 I/O 多路复用的系统调用主要有 select、poll 和 epoll。
select
主旨思想：
- 首先要构造一个关于文件描述符的列表，将要监听的文件描述符添加到该列表中。
- 调用一个系统函数，监听该列表中的文件描述符，直到这些描述符中的一个或者多个进行I/O
操作时，该函数才返回。
a.这个函数是阻塞
b.函数对文件描述符的检测的操作是由内核完成的 - 在返回时，它会告诉进程有多少（哪些）描述符要进行I/O操作。
//sizeof(fd_set) = 128bytes 1024bits
#include
#include
#include
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,
struct timeval *timeout);
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
- 参数：
- nfds : 委托内核检测的最大文件描述符的值 + 1
- readfds : 要检测的文件描述符的读的集合，委托内核检测哪些文件描述符的读的属性
- 一般检测读操作
- 对应的是对方发送过来的数据，因为读是被动的接收数据，检测的就是读缓冲区
- 是一个传入传出参数
- writefds : 要检测的文件描述符的写的集合，委托内核检测哪些文件描述符的写的属性
- 委托内核检测写缓冲区是不是还可以写数据（不满的就可以写）
- exceptfds : 检测发生异常的文件描述符的集合
- timeout : 设置的超时时间
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
- NULL : 永久阻塞，直到检测到了文件描述符有变化
- tv_sec = 0 tv_usec = 0， 不阻塞
- tv_sec > 0 tv_usec > 0， 阻塞对应的时间
- 返回值 :
- -1 : 失败
- >0(n) : 检测的集合中有n个文件描述符发生了变化
// 将参数文件描述符fd对应的标志位设置为0
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
// 判断fd对应的标志位是0还是1， 返回值 ： fd对应的标志位的值，0，返回0， 1，返回1
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
// 将参数文件描述符fd 对应的标志位，设置为1
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
// fd_set一共有1024 bit, 全部初始化为0
void FD_ZERO(fd_set *set);
poll
#include
struct pollfd{
int fd; //委托内核检测的文件描述符
short events; //委托内核检测文件描述符的什么事件
short revent; //文件描述符实际发生的事件
};
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
- 参数：
- fds：是一个struct pollfd结构体数组，这是一个需要检测的文件描述符的集合
- nfds：这个一个参数数组中最后一个有效元素的下标 +1
- timeout：阻塞时常
0：不阻塞
-1：阻塞，当检测到需要检测的文件描述符有变化，解除阻塞
>0 : 阻塞的时长
- 返回值：
-1：失败
>0（n） : 成功,n表示检测到集合中有n个文件描述符发生变化
epoll
// 创建一个新的epoll实例。在内核中创建了一个数据，这个数据中有两个比较重要的数据，一个是需要检
测的文件描述符的信息（红黑树），还有一个是就绪列表，存放检测到数据发送改变的文件描述符信息（双向
链表）。
#include
int epoll_create(int size);
- 参数：
size：目前没有意义了，随便写一个数，必须大于0
- 返回值：
-1：失败
>0：文件描述符，操纵epoll实例
typedef union epoll_data{
void *ptr;
int fd;
uint32_t u32;
uint64_t u64;
} epoll_data_t;
struct epoll_event{
uint32_t events; //epoll events
epoll_data_t data; //user data variable
};
常见的Epoll检测事件：
- EPOLLIN
- EPOLLOUT
- EPOLLERR
// 对epoll实例进行管理：添加文件描述符信息，删除信息，修改信息
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
- 参数：
- epfd：epoll实例对应的文件描述符
- op：要进行什么操作
EPOLL_CTL_ADD
EPOLL_CTL_MOD
EPOLL_CTL_DEL
- fd：要检测的文件描述符
- event：检测文件描述符什么事情
// 检测函数
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
- 参数：
- epfd : epoll实例对应的文件描述符
- events : 传出参数，保存了发送了变化的文件描述符的信息
- maxevents : 第二个参数结构体数组的大小
- timeout : 阻塞时间
0：不阻塞
-1：阻塞， 直到检测到fd数据发生变化，解除阻塞
>0：阻塞的时长（毫秒）
- 返回值：
- 成功，返回发送变化的文件描述符的个数 > 0
- 失败 -1
Epoll 的工作模式：
LT 模式 （水平触发）
假设委托内核检测读事件 -> 检测fd的读缓冲区
读缓冲区有数据 - > epoll检测到了会给用户通知
a.用户不读数据，数据一直在缓冲区，epoll 会一直通知
b.用户只读了一部分数据，epoll会通知
c.缓冲区的数据读完了，不通知
LT（level - triggered）是缺省的工作方式，并且同时支持 block 和 no-block socket。在这
种做法中，内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，然后你可以对这个就绪的 fd 进行 IO 操
作。如果你不作任何操作，内核还是会继续通知你的。
ET 模式（边沿触发）
假设委托内核检测读事件 -> 检测fd的读缓冲区
读缓冲区有数据 - > epoll检测到了会给用户通知
a.用户不读数据，数据一致在缓冲区中，epoll下次检测的时候就不通知了
b.用户只读了一部分数据，epoll不通知
c.缓冲区的数据读完了，不通知
ET（edge - triggered）是高速工作方式，只支持 no-block socket。在这种模式下，当描述
符从未就绪变为就绪时，内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪，
并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致那个文件描述
符不再为就绪状态了。但是请注意，如果一直不对这个 fd 作 IO 操作（从而导致它再次变成
未就绪），内核不会发送更多的通知（only once）。
ET 模式在很大程度上减少了 epoll 事件被重复触发的次数，因此效率要比 LT 模式高。epoll
工作在 ET 模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写
操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
代码实例
select
#include poll
#include