linux网络高级编程之非阻塞

  在实际应用中，常常遇到多个客户端连接服务器的情况。如果资源没有准备好，则调用该函数的进程将进入睡眠状态，这样就不能处理其他请求了。有三种解决I/O多路复用的方式，分别为非阻塞和异步处理，以及多路复用处理。

实例

采用fcntl()函数将套接字设置为非阻塞I/O

/*nonblock_server.c*/

/*nonblock_server.c*/
/*server.c*/
//使用fcntl()将套接字设置为非阻塞方式
//每一秒轮询是否有等待处理的连接请求
//tcp网络协议编程
#include <stdio.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <string.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

#define PORT 4321
#define MAX_QUE_CONN_NM 5
#define BUFFER_SIZE 1024

int main()
{
    int sockid;  //套接字描述符
    struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
    int i=1;
    int sin_size;
    char buf[BUFFER_SIZE];
    int client_fd;  //接收到的套接字ID
    int recvbytes;  //接收到的字节数
    int flags;
    //创建socket
    /**********************
    函数原型：int socket(int family,int type,int protocol)
    函数参数：family 协议族
                     AF_INET IPv4协议
                     AF_INET6 IPv6协议
                     AF_LOCAL UNIX域协议
                     AF_ROUTE 路由套接字(socket)
              type 套接字类型
                   SOCK_STREAM 字节流套接字socket 
              protocol 0(原始套接字除外)
    函数返回值： 成功 非负套接字描述符
                 出错 -1
    **********************/
    sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockid == -1)
    {
    	//创建套接字失败
    	printf("socket error\n");
    	exit(1);
    }
    
    
    server_sockaddr.sin_family=AF_INET; 
    server_sockaddr.sin_port=htons(PORT);  //端口号
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;  //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
                                                          //表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
    bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
    
    //允许重复使用本地地址与套接字进行绑定
    /*******************************
    函数原型：int setsockopt(int sockfd, 
                             int level, 
                             int optname,
                             const void *optval,
                             socklen_t optlen);
    函数参数：sockfd 套接字的ID
              level  选项定义的层次 支持SOL_SOCKET、IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP和IPPROTO_IPV6
              optname 需设置的选项
              optval 指针，指向存放选项待设置的新值的缓冲区
              optlen optval缓冲区长度
    ********************************/
    setsockopt(sockid,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&i,sizeof(i));
    
    //绑定地址
    if( bind(sockid,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))  == -1 )
    {
        printf("bind error\n");
        exit(1);	
    }
    printf("bind success\n");
    
    /*调用listen()函数，创建为处理请求的队列*/
    if( listen(sockid,MAX_QUE_CONN_NM) == -1 )
    {
        printf("listen error\n");	
    	exit(1);
    }
    printf("listen...\n");
    
    

    //调用fcntl()函数给套接字设置为非阻塞属性
    /**************************
    函数原型： int fcntl(int fd, int cmd); 
    函数参数：fd 欲设置文件的描述符
              cmd F_GETFL 返回由fd指向的文件的状态标志
                  F_SETFL 将arg设置为O_NONBLOCK 非阻塞I/O形式
                  
    函数返回值：
    备注：fcntl()是计算机中的一种函数，通过fcntl可以改变已打开的文件性质。
          fcntl针对描述符提供控制。
          参数fd是被参数cmd操作的描述符。针对cmd的值，fcntl能够接受第三个参数int arg。    
    ******************************/
    flags=fcntl(sockid,F_GETFL);
    if(flags<0  || fcntl(sockid,F_SETFL,flags|O_NONBLOCK) <0)
    {
        printf("fcntl error\n");
        exit(1);	
    }
    while(1)
    {
    	    sin_size=sizeof(client_sockaddr);
	    do{
		    //等待连接
		    if( !( (client_fd=accept(sockid,(struct sockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size)) < 0))
		    {
		    	break;
		    }
		   if(errno == EAGAIN)
		   {
		       printf("resourse temporarily unavailable\n");	
		       sleep(1);
		   }
		   else
		   {
		       /*其他错误*/
		       printf("accept error\n");
		       exit(1);	
		   }		    
	       }while(1);
	   memset(buf,0,sizeof(buf));

           if( (recvbytes= recv(client_fd,buf,BUFFER_SIZE,0) )  == -1 )
           {
		printf("recv error\n");
		exit(1);
           }
           printf("receive data %d\n",strlen(buf));
           printf("receive a message:%s\n",buf);
	    
    }//end whlie
    
    //结束连接	
    close(sockid);
    exit(0);	
}

/*client.c*/

/*client.c*/
#include <stdio.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <string.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <netdb.h>

#define PORT 4321
#define BUFFER_SIZE 1024


int main(int argc,char *argv[])
{
    struct hostent *host;
    int sockid;  //套接字描述符
    int sendbyts;  //实际发送的字节数
    char buf[BUFFER_SIZE];
    struct sockaddr_in serv_addr;
    
    if(argc<3)
    {
        fprintf(stderr,"USAGE:./client Hostname(or ip address) Text\n");
        exit(1);	
    }
    
    /*地址解析函数*/
    /***************************
    函数原型：struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);
    函数参数：hostname 主机名
    函数返回值：成功 指向hostent的指针
                失败 -1    
    *****************************/
    if( (host=gethostbyname(argv[1])) == NULL )
    {
        printf("gethostbyname error\n");	
        exit(1);
    }
    
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    sprintf(buf,"%s",argv[2]);
    
    //创建socket
    
    sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockid == -1)
    {
    	//创建套接字失败
    	printf("socket error\n");
    	exit(1);
    }
    /*设置socket_in中的相关参数*/
    serv_addr.sin_family=AF_INET; 
    serv_addr.sin_port=htons(PORT);  //端口号
    serv_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);  //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
                                                          //表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
    bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);
 
    //连接服务器
    /*调用connect()函数主动发起对服务器端的连接*/
    /************************
    函数原型： int connect(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t *addrlen)
    函数参数： sockfd  套接字描述符
               addr    客户端地址
               addrlen 地址长度
    函数返回值: 成功 接收到的非负套接字
                失败 -1
    ***********************/
    if( connect(sockid,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1 )
    {
        printf("connect error\n");	
        exit(1);
    }
    
        
    /*发送消息给服务端*/
    /*****************
    函数原型：int send(int sockfd,const void *msg,int len,int flags)
    函数参数：sockfd 套接字描述符
              msg 指向要发送数据的指针
              len 数据长度
              flags 一般为0
    函数返回值：成功 实际发送的字节数
                失败 -1   
    ******************/
    if( (sendbyts=send(sockid,buf,sizeof(buf),0)) == -1 )
    {
        printf("send error\n");
        exit(1);	
    }
    
    close(sockid);
	
    return 0;
}

运行结果