Linux网络编程学习心得.3
1.半关闭
主动方发生在FIN_WAIT_2状态,这个状态时,主动方不可以在应用层发送数据了,但是应用层还可以接收数据,这个状态称为半关闭
#include
int shutdown(int sockfd, int how);
sockfd: 需要关闭的socket的描述符
how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
SHUT_RD(0)： 关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
该套接字不再接收数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发出写操作。
SHUT_RDWR(2): 关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以SHUT_WR。
2.心跳包
如果对方异常断开,本机检测不到,一直等待,浪费资源
需要设置tcp的保持连接,作用就是每隔一定的时间间隔发送探测分节,如果连续发送多个探测分节对方还未回,就将次连接断开
int keepAlive = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void*)&keepAlive, sizeof(keepAlive));
心跳包: 最小粒度
乒乓包: 携带比较多的数据的心跳包
3.设置端口复用
int opt = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
注意: 程序中设置某个端口重新使用,在这之前的其他网络程序将不能使用这个端口
4.高并发服务器
阻塞等待 消耗资源
非阻塞忙轮询 消耗cpu
多路IO
多路IO转接(多路IO复用): 内核监听多个文件描述符的属性(读写缓冲区)变化
如果某个文件描述符的读缓冲区变化了,这个时候就是可以读了,将这个事件告知应用层
5. select epoll poll
windwos 使用select select跨平台
poll 少用
epoll linux
6.select函数的API
#include
/* According to earlier standards */
#include
#include
#include
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能: 监听多个文件描述符的属性变化(读,写,异常)
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
参数:
nfds : 最大文件描述符+1
readfds : 需要监听的读的文件描述符存放集合
writefds :需要监听的写的文件描述符存放集合 NULL
exceptfds : 需要监听的异常的文件描述符存放集合 NULL
timeout: 多长时间监听一次 固定的时间,限时等待 NULL 永久监听
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */ 秒
long tv_usec; /* microseconds */微妙
};
返回值: 返回的是变化的文件描述符的个数
注意: 变化的文件描述符会存在监听的集合中,未变化的文件描述符会从集合中删除
select文件描述符请求剩余，之后在遍历，备份。
7.select实现的原理和优缺点
实现原理：
优缺点：
优点: 跨平台
缺点:
文件描述符1024的限制 由于 FD_SETSIZE的限制
只是返回变化的文件描述符的个数,具体哪个那个变化需要遍历
每次都需要将需要监听的文件描述集合由应用层符拷贝到内核
大量并发,少了活跃,select效率低
假设现在 4-1023个文件描述符需要监听,但是5-1000这些文件描述符关闭了?
假设现在 4-1023个文件描述符需要监听,但是只有 5,1002 发来消息- 无解
8.poll和poll的API
优点: 相对于select没有最大1024文件描述符限制
请求和返回是分离
poll API
#include
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
功能: 监听多个文件描述符的属性变化
参数:
fds : 监听的数组的首元素地址
nfds: 数组有效元素的最大下标+1
timeout : 超时时间 -1是永久监听 >=0 限时等待
数组元素:
struct pollfd
struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */ 需要监听的文件描述符
short events; /* requested events */需要监听文件描述符什么事件 EPOLLIN 读事件 EPOLLOUT写事件
short revents; /* returned events */ 返回监听到的事件 EPOLLIN 读事件 EPOLLOUT写事
};
9.poll相对与sellect的优缺点
优点:
没有文件描述符1024的限制
请求和返回是分离的
缺点和select一样:
每次都需要将需要监听的文件描述符从应用层拷贝到内核
每次都需要将数组中的元素遍历一遍才知道那个变化了
大量并发,少量活跃效率低
10.epoll的工作原理和epollAPI
实现原理：
epollAPI
a> 创建红黑树
#include
int epoll_create(int size);
参数:
size : 监听的文件描述符的上限, 2.6版本之后写1即可,
返回: 返回树的句柄
b> 上树 下树 修改节点
epoll_ctl
#include
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
参数:
epfd : 树的句柄
op : EPOLL_CTL_ADD 上树 EPOLL_CTL_DEL 下树 EPOLL_CTL_MOD 修改
fd : 上树,下树的文件描述符（lfd,cfd）
event : 上树的节点
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 */ 需要监听的事件
epoll_data_t data; /* User data variable */ 需要监听的文件描述符
};
将cfd上树
int epfd = epoll_create(1);
struct epoll_event ev;
ev. data.fd = cfd;
ev.events = EPOLLIN;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD,cfd, &ev);
c> 监听
#include
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
int maxevents, int timeout);
功能: 监听树上文件描述符的变化
epfd : 数的句柄
events : 接收变化的节点的数组的首地址
maxevents : 数组元素的个数
timeout : -1 永久监听 大于等于0 限时等待
返回值: 返回的是变化的文件描述符个数
总结：
半关闭，主动方关闭了，应用层不能发送数据了，但是能接受数据，这种状态为半关闭状态
对方如果断开连接，一直等待，浪费资源，探测分节就是心跳包用来检测tcp的连接
设置端口复用，可以将端口重复使用
之前的阻塞等待，像是一个事件创建一个还要去遍历，非阻塞忙轮询，就像雇佣了一个人来回查看是否有新的事件，多路io端口复用是内核检测文件描述符的变化，再告知应用层
select（Windows）,epoll（Linux）,poll都是检测的，
要知道select的函数如何写，并且需要了解如何去构造，我们需要自己构造文件描述符的集合，并且需要遍历，
select实现原理：需要把文件描述符的集合拷贝内核空间，再拷贝回去应用空间，而且需要遍历每一位，读文件还需要遍历，文件描述符太少，只是返回文件描述符的个数，具体变化还需要处理，
poll没有文件描述符1024限制，监听文件描述的变化，EPOLLIN读事件,EPOLLOUT写事件。
poll优点就是修改了文件描述符的限制1024，其他缺点和select一样
epoll创建一个红黑树，将要监听的文件描述符上树，监听，监听到的文件描述符变化，发给数组接收，创建一个红黑树epoll_create，返回树的句柄，epoll_ctl（句柄，epoll_ctl_add（上树），epoll_ctl_dev（下树），文件描述符，上树的节点）上树，下树，监听epoll_wait(句柄，事件，数组元素个数，-1)返回文件描述变化个数