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linux 非阻塞通訊程式 select

linux 的socket函式分為阻塞和非阻塞兩種方式,比如accept函式,在阻塞模式下,它會一直等待有客戶連線。而在非阻塞情況下,會立刻返回。我們一般都 希望程式能夠執行在非阻塞模式下。一種方法就是做一個死迴圈,不斷去查詢各個socket的狀態,但是這樣會浪費大量的cpu時間。解決這個問題的一個方 法就是使用select函式。使用select函式可以以非阻塞的方式和多個socket通訊。當有socket需要處理時,select函式立刻返回, 期間並不會佔用cpu時間。

例程分析:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define MYPORT 1234    // 偵聽埠

#define BACKLOG 5     // 最大可連線客戶端數量

#define BUF_SIZE 200

int fd_A[BACKLOG];    // 連線的FD陣列
int conn_amount;    // 當前連線的數量


void showclient()
{
    int i;
    printf("client amount: %d/n", conn_amount);
    for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
    {
        printf("[%d]:%d  ", i, fd_A[i]);
    }
    printf("/n/n");
}

int main(void)
{
    int sock_fd, new_fd;               // 偵聽sock_fd, 新連線new_fd
    struct sockaddr_in server_addr;    // server address information
    struct sockaddr_in client_addr;    // connector's address information
    socklen_t sin_size;
    int yes = 1;
    char buf[BUF_SIZE];
    int ret;
    int i;


    //建立偵聽Socket
    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        perror("Create listening socket error!");
        exit(1);
    }
    //配置偵聽Socket
    //SO_REUSEADDR BOOL 允許套介面和一個已在使用中的地址捆綁。
    if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)
    {
        perror("setsockopt error!");
        exit(1);
    }
   
    server_addr.sin_family = AF_INET;         // host byte order
    server_addr.sin_port = htons(MYPORT);     // short, network byte order
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // automatically fill with my IP
    memset(server_addr.sin_zero, '/0', sizeof(server_addr.sin_zero));

    //繫結新建立的Socket到指定的IP和埠
    if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1)
    {
        perror("bind error!");
        exit(1);
    }
    //開始偵聽,最大連線數為BACKLOG
    if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1)

    {
        perror("listen error!");
        exit(1);
    }

    printf("listen port %d/n", MYPORT);
   
    //監控檔案描述符集合
    fd_set fdsr;
    //監控檔案描述符集合中最大的檔案號
    int maxsock;
    //Select超時返回的時間。
    struct tim tv;

    conn_amount = 0;
    sin_size = sizeof(client_addr);
    maxsock = sock_fd;
    while (1)
    {
        // 初始化檔案描述符集合 initialize file descriptor set
        FD_ZERO(&fdsr);
        // 把Sock_fd加入到檔案描述符集合
        FD_SET(sock_fd, &fdsr);

        // 超時設定30秒
        tv.tv_sec = 30;
        tv.tv_usec = 0;

        // 把活動的socket的控制代碼加入到檔案描述符集合中
        for (i = 0; i < BACKLOG; i++)
        {
            if (fd_A[i] != 0)
            {
                FD_SET(fd_A[i], &fdsr);
            }
        }
        //Select 函式原型
        //int select(nfds, readfds, writefds, exceptfds, timeout)
        //nfds: select監視的檔案控制代碼數,視程序中開啟的檔案數而定,一般設為呢要監視各檔案中的

        //最大檔案號加一
        //readfds:select監視的可讀檔案控制代碼集合
        //writefds:select監視的可寫檔案控制代碼集合。
        //exceptfds:select監視的異常檔案控制代碼集合。
        //timeout:本次select的超時結束時間。

        ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);

        if (ret < 0)
        {
            perror("select error!");
            break;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            printf("timeout/n");
            continue;
        }

        // 輪詢各個檔案描述符(socket)
        for (i = 0; i < conn_amount; i++)
        {
             //FD_ISSET(int fd, fdset *fdset):檢查fdset聯絡的檔案控制代碼fd是否可讀寫,

             // >0表示可讀寫。
            if (FD_ISSET(fd_A[i], &fdsr))
            {
                //接收資料
                ret = recv(fd_A[i], buf, sizeof(buf), 0);
                if (ret <= 0) //接收資料出錯
                {       
                    printf("client[%d] close/n", i);
                    close(fd_A[i]);
                    FD_CLR(fd_A[i], &fdsr);
                    fd_A[i] = 0;
                }
                else  // 資料接收成功
                {  
                    //將接收資料的最後一位補0