UNIX网络编程——fcntl函数
fcntl函数提供了与网络编程相关的如下特性：
- 非阻塞式I/O。 通过使用F_SETFL命令设置O_NONBLOCK文件状态标志，我们可以把一个套接字设置为非阻塞型。
- 信号驱动式I/O。 通过使用F_SETFL命令设置O_ASYNC文件状态标志，我们可以把一个套接字设置成O_ASYNC，一旦其状态发生变化，内核就产生一个SIGIO信号。
- F_SETOWN命令允许我们指定用于接收SIGIO和SIGURG信号的套接字属主（进程ID或进程组ID）。其中SIGIO信号是套接字被设置为信号驱动式I/O型产生的，SIGURG信号是在新的带外数据到达套接字时产生的。F_GETOWN命令返回套接字的当前属主。
fcntl()函数有如下特性：
- 非阻塞I/O： 可将cmd 设为F_SETFL，将lock设为O_NONBLOCK。
- 信号驱动I/O：可将cmd设为F_SETFL，将lock设为O_ASYNC。
用以下方法将socket设置为非阻塞方式 ：
int flags = fcntl(socket, F_GETFL, 0); fcntl(socket, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
将非阻塞的设置回阻塞可以用：
int flags = fcntl(socket, F_GETFL, 0); fcntl(socket, F_SETFL, flags & ~O_NONBLOCK);
示例代码：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define SERVPORT 3333
#define BACKLOG 10
#define MAX_CONNECTED_NO 10
#define MAXDATASIZE 100
int main()
{
struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
int sin_size,recvbytes,flags;
int sockfd,client_fd;
char buf[MAXDATASIZE];
/*创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
perror("socket");
exit(1);
}
printf("socket success!,sockfd=%d\n",sockfd);
/*设置sockaddr结构*/
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
/*将本地ip地址绑定端口号*/
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){
perror("bind");
exit(1);
}
printf("bind success!\n");
/*监听*/
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening....\n");
/*fcntl()函数，处理多路复用I/O*/
if((flags=fcntl( sockfd, F_GETFL, 0))<0)
perror("fcntl F_GETFL");
flags |= O_NONBLOCK;
if(fcntl( sockfd, F_SETFL,flags)<0)
perror("fcntl");
while(1){
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((client_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){ //服务器接受客户端的请求，返回一个新的文件描述符
perror("accept");
exit(1);
}
if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){
perror("recv");
exit(1);
}
if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){
perror("read");
exit(1);
}
printf("received a connection :%s",buf);
/*关闭连接*/
close(client_fd);
close(sockfd);
exit(0);
}/*while*/
} 运行结果：
huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out socket success!,sockfd=3 bind success! listening.... accept: Resource temporarily unavailable
可以看到，当accept的资源不可用时，程序会自动返回。
若将54--58行代码替换为：
if((flags=fcntl( sockfd, F_SETFL, 0))<0)
perror("fcntl F_SETFL");
flags |= O_ASYNC;
if(fcntl( sockfd, F_SETFL,flags)<0)
perror("fcntl");
运行结果如下：
huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out socket success!,sockfd=3 bind success! listening....可以看到，进程一直处于等待中，直到另一相关信号驱动它为止。
由select函数实现的，示例代码：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define SERVPORT 3333
#define BACKLOG 10
#define MAXDATASIZE 100
int main()
{
struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
int sin_size,recvbytes;
fd_set readfd;
fd_set writefd;
int sockfd,client_fd;
char buf[MAXDATASIZE];
/*创建socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
perror("socket");
exit(1);
}
printf("socket success!,sockfd=%d\n",sockfd);
/*设置sockaddr结构*/
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
/*将本地ip地址绑定端口号*/
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){
perror("bind");
exit(1);
}
printf("bind success!\n");
/*监听*/
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){
perror("listen");
exit(1);
}
printf("listening....\n");
/*select*/
FD_ZERO(&readfd); // 将readfd 清空
FD_SET(sockfd,&readfd); //将sockfd加入到readfd集合中
while(1){
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
int max_fd = sockfd + 1;
if(select(max_fd,&readfd,NULL,NULL,(struct timeval *)0)>0){ //第一个参数是0和sockfd的最大值加1，第二个参数是读集，第三、四个参数是写集 //和异常集
if(FD_ISSET(sockfd,&readfd)>0){ // FD_ISSET 这个宏判断 sockfd 是否属于可读的文件描述符。从 sockfd 中读入, 输出到标准输出上去.
if((client_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){ //client_sockaddr：客户端地址
perror("accept");
exit(1);
}
if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){
perror("recv");
exit(1);
}
if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){
perror("read");
exit(1);
}
printf("received a connection :%s",buf);
}
close(client_fd);
close(sockfd);
}/*select*/
}/*while*/
} 运行结果：
huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out socket success!,sockfd=3 bind success! listening....