【Linux网络编程】并发服务器之select模型

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. 概述
02. I/O复用技术概述
03. select模型服务器实现思路
04. select模型服务器实现
05. 附录

01. 概述

服务器设计技术有很多，按使用的协议来分有 TCP 服务器和 UDP 服务器，按处理方式来分有循环服务器和并发服务器。

循环服务器与并发服务器模型

在网络程序里面，一般来说都是许多客户对应一个服务器（多对一），为了处理客户的请求，对服务端的程序就提出了特殊的要求。

目前最常用的服务器模型

循环服务器：服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求。
并发服务器：服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求。

02. I/O复用技术概述

I/O 复用技术是为了解决进程或线程阻塞到某个 I/O 系统调用而出现的技术，使进程不阻塞于某个特定的 I/O 系统调用。它也可用于并发服务器的设计，常用函数 select() 或 epoll() 来实现。

03. select模型服务器实现思路

socket(...); // 创建套接字
bind(...);   // 绑定
listen(...); // 监听while(1)
{if(select(...) > 0) // 检测监听套接字是否可读{if(FD_ISSET(...)>0) // 套接字可读，证明有新客户端连接服务器  {accpet(...);// 取出已经完成的连接process(...);// 处理请求，反馈结果}}close(...); // 关闭连接套接字：accept()返回的套接字
}

04. select模型服务器实现

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/select.h>#define SERV_PORT 8080
#define LIST 20                //服务器最大接受连接
#define MAX_FD 10              //FD_SET支持描述符数量int main(int argc, char *argv[])
{int sockfd;int err;int i;int connfd;int fd_all[MAX_FD]; //保存所有描述符，用于select调用后，判断哪个可读//下面两个备份原因是select调用后，会发生变化，再次调用select前，需要重新赋值fd_set fd_read;    //FD_SET数据备份fd_set fd_select;  //用于selectstruct timeval timeout;         //超时时间备份struct timeval timeout_select;  //用于selectstruct sockaddr_in serv_addr;   //服务器地址struct sockaddr_in cli_addr;    //客户端地址socklen_t serv_len;socklen_t cli_len;//超时时间设置timeout.tv_sec = 10;timeout.tv_usec = 0;//创建TCP套接字sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(sockfd < 0){perror("fail to socket");exit(1);}// 配置本地地址memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));serv_addr.sin_family = AF_INET;            // ipv4serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);  // 端口， 8080serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ipserv_len = sizeof(serv_addr);// 绑定err = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);if(err < 0){perror("fail to bind");exit(1);}// 监听err = listen(sockfd, LIST);if(err < 0){perror("fail to listen");exit(1);}//初始化fd_all数组memset(&fd_all, -1, sizeof(fd_all));fd_all[0] = sockfd;   //第一个为监听套接字FD_ZERO(&fd_read);   // 清空FD_SET(sockfd, &fd_read);  //将监听套接字加入fd_readint maxfd;maxfd = fd_all[0];  //监听的最大套接字while(1){// 每次都需要重新赋值，fd_select，timeout_select每次都会变fd_select = fd_read;timeout_select = timeout;// 检测监听套接字是否可读，没有可读，此函数会阻塞// 只要有客户连接，或断开连接，select()都会往下执行err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, NULL);//err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, (struct timeval *)&timeout_select);if(err < 0){perror("fail to select");exit(1);}if(err == 0){printf("timeout\n");}// 检测监听套接字是否可读if( FD_ISSET(sockfd, &fd_select) ){//可读，证明有新客户端连接服务器cli_len = sizeof(cli_addr);// 取出已经完成的连接connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len);if(connfd < 0){perror("fail to accept");exit(1);}// 打印客户端的 ip 和端口char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);printf("----------------------------------------------\n");printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));// 将新连接套接字加入 fd_all 及 fd_readfor(i=0; i < MAX_FD; i++){if(fd_all[i] != -1){continue;}else{fd_all[i] = connfd;printf("client fd_all[%d] join\n", i);break;}}FD_SET(connfd, &fd_read);if(maxfd < connfd){maxfd = connfd;  //更新maxfd}}//从1开始查看连接套接字是否可读，因为上面已经处理过0（sockfd）for(i=1; i < maxfd; i++){if(FD_ISSET(fd_all[i], &fd_select)){printf("fd_all[%d] is ok\n", i);char buf[1024]={0};  //读写缓冲区int num = read(fd_all[i], buf, 1024);if(num > 0){//收到 客户端数据并打印printf("receive buf from client fd_all[%d] is: %s\n", i, buf);//回复客户端num = write(fd_all[i], buf, num);if(num < 0){perror("fail to write ");exit(1);}else{//printf("send reply\n");}}else if(0 == num){ // 客户端断开时//客户端退出，关闭套接字，并从监听集合清除printf("client:fd_all[%d] exit\n", i);FD_CLR(fd_all[i], &fd_read);close(fd_all[i]);fd_all[i] = -1;continue;}}else {//printf("no data\n");                  }}}return 0;
}

05. 附录

5.1【Linux】一步一步学Linux网络编程教程汇总

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