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select实现多路IO转接服务器

基于该视频完成

15-select实现多路IO转接设计思路_哔哩哔哩_bilibili

通过响应式–多路IO转接实现

1.思路&功能

**功能：**客户端输入小写字符串，服务器转成大写返回给客户端

思路：

allset是用来更新rset的，因为rest是传入传出参数，allset是记录传出的rest的，因为rest传出以后，监听列表就变了，可能不会原来的了

2.代码实现

warp.h

#ifndef __WRAP_H_
#define __WRAP_H_
#include<sys/epoll.h>
//#include<event2/event.h>
#include<sys/select.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<dirent.h>
#include<sys/stat.h>
#include<wait.h>
#include<sys/mman.h>
#include<signal.h>
#include<pthread.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<ctype.h>
#include<strings.h>
#include<netinet/ip.h>
#define SRV_PORT 1234void perr_exit(const char *s);
int Accept(int fd,struct sockaddr *sa,socklen_t * salenptr);
int Bind(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen);
int Connect(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t addrlen);
int Listen(int fd, int backlog);
int Socket(int family, int type, int protocol);
size_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes);
ssize_t Write(int fd,const void *ptr,size_t nbytes);
int Close(int fd);
ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n);
ssize_t Writen(int fd, const void *vptr, size_t n);
ssize_t my_read(int fd, char  *ptr);
ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen);#endif

warp.c

#include"warp.h"void perr_exit(const char *s)
{perror(s);exit(1);
}int Accept(int fd,struct sockaddr *sa,socklen_t * salenptr)
{int n;
again:if((n=accept(fd,sa,salenptr))<0){if((errno==ECONNABORTED)||(errno==EINTR))goto again;elseperr_exit("accept error");}return n;
}int Bind(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen)
{int n;if((n=bind(fd,sa,salen))<0)perr_exit("bind error");return n;
}int Connect(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t addrlen)
{int n;n=connect(fd,sa,addrlen);if(n<0){perr_exit("connect error");}return n;
}int Listen(int fd, int backlog)
{int n;if((n=listen(fd,backlog))<0)perr_exit("listen error");return n;
}int Socket(int family, int type, int protocol)
{int n;if((n=socket(family,type,protocol))<0)perr_exit("socket error");return n;
}size_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes)
{ssize_t n;
again:if((n=read(fd,ptr,nbytes))==-1){if(errno==EINTR)goto again;elsereturn -1;}return n;
}ssize_t Write(int fd,const void *ptr,size_t nbytes)
{ssize_t n;
again:if((n=write(fd,ptr,nbytes))==-1){if(errno==EINTR)goto again;elsereturn -1;}return 0;
}int Close(int fd)
{int n;if((n=close(fd))==-1)perr_exit("close error");return n;
}ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n)
{size_t nleft;ssize_t nread;char *ptr;ptr=vptr;nleft=n;while(nleft>0){if((nread=read(fd,ptr,nleft))<0){if(errno==EINTR)nread=0;elsereturn -1;}else if(nread==0)break;}
}
ssize_t Writen(int fd, const void *vptr, size_t n)
{size_t nleft;ssize_t nwritten;char *ptr;ptr=(char *)vptr;nleft=n;while(nleft>0){if((nwritten=write(fd,ptr,nleft))<=0){if(nwritten<0&&errno==EINTR)nwritten=0;elsereturn -1;}nleft-=nwritten;ptr+=nwritten;}return n;
}ssize_t my_read(int fd, char  *ptr)
{static int read_cnt;static char *read_ptr;static char read_buf[100];if(read_cnt<=0){
again:if((read_cnt=read(fd,read_buf,sizeof(read_buf)))<0){if(errno==EINTR)goto again;return -1;}else if(read_cnt==0)return 0;read_ptr=read_buf;}read_cnt--;*ptr=*read_ptr++;return 1;
}ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)
{ssize_t n,rc;char c,*ptr;ptr=vptr;for(n=1;n<maxlen;n++){if((rc=my_read(fd,&c))==1){*ptr++=c;if(c=='\n')break;}else if(rc==0){*ptr=0;return n-1;}else	return -1;}*ptr=0;return n;
}

multi_select_sever.c

#include"warp.h"
#define SERV_PORT 1234int main(int argc,char * argv[])
{int listenfd=0,connfd=0;int ret,maxfd=0,i,n,j;char buf[4096];listenfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);	struct sockaddr_in serv_addr,clie_addr;socklen_t clie_addr_len;serv_addr.sin_family=AF_INET;serv_addr.sin_port=htons(SERV_PORT);serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);Bind(listenfd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr));Listen(listenfd,128);fd_set rset,allset;FD_ZERO(&allset);FD_SET(listenfd,&allset);maxfd=listenfd;while(1){rset=allset;	ret=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);if(ret<0)perr_exit("select error");if(FD_ISSET(listenfd,&rset)){clie_addr_len=sizeof(clie_addr);connfd=Accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clie_addr,&clie_addr_len);FD_SET(connfd,&allset);if(maxfd<connfd)maxfd=connfd;if(ret==1)continue;}for(i=listenfd+1;i<=maxfd;i++){if(FD_ISSET(i,&rset)){n=read(i,buf,sizeof(buf));if(n==0){close(i);FD_CLR(i,&allset);}else if(n==-1)perr_exit("read error");}for(j=0;j<n;j++)buf[j]=toupper(buf[j]);Write(i,buf,n);Write(STDOUT_FILENO,buf,n);}}	Close(listenfd);return 0;
}

gcc warp.c multi_select_sever.c -o multi_select_sever

运行图

两个客户端访问服务器端

3.代码解释（细节）

1.allset作用

更新rest，因为rest是传入传出参数，传出的是需要监听的集合

而需要监听的集合可能会改变，就是上一次监听的这一次来了可能就不需要监听了

2.监听套接字收到连接请求是属于读行为的，也就是说监听套接字要放到读集合中，有请求要连接的时候，传出的集合中会有监听套接字

3.如果有监听套接字，那说明有连接请求，我们就要处理连接

同时还要看传出的需要监听的描述符集合的大小，如果就是1，说明就只有一个连接请求，我们也就不需要执行下面的代码直接continue就行

4.如果传出的传出的需要监听的描述符集合的大小>1

那我们就循环遍历，从监听套接字开始，到最大

我们监听的是读集合，那如果文件描述在读集合中，那就读取数据然后小写转大写

如果对端关闭的话（read返回0），那就关闭连接同时清除掉该文件描述符

5.我们会发现我们没有用fork也没有用pthread就完成了多并发服务器

4.改进版

如果只有两个描述符，一个3，一个1023，那么效率会很低，我们现在用一个数组来把我们要监听的文件描述符存起来，然后遍历这个数组就行

其实就是比原来来说，避免了3和1023这种情况导致的效率降低的问题，总体效率并没有提升很多

#include"warp.h"
#define SERV_PORT 1234int main(int argc,char * argv[])
{int listenfd=0,connfd=0,maxfd,sockfd;int ret,i,n,j,maxi;char buf[4096],str[INET_ADDRSTRLEN];int nready,client[FD_SETSIZE];//就是个1024listenfd=Socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);	int opt=1;setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));struct sockaddr_in serv_addr,clie_addr;socklen_t clie_addr_len;serv_addr.sin_family=AF_INET;serv_addr.sin_port=htons(SERV_PORT);serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);Bind(listenfd,(struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(serv_addr));Listen(listenfd,128);fd_set rset,allset;FD_ZERO(&allset);FD_SET(listenfd,&allset);maxfd=listenfd;maxi=-1;for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)client[i]=-1;while(1){rset=allset;	nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);if(nready<0)perr_exit("select error");if(FD_ISSET(listenfd,&rset)){clie_addr_len=sizeof(clie_addr);connfd=Accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clie_addr,&clie_addr_len);printf("received from %s at PORT %d\n",inet_ntop(AF_INET,&clie_addr,str,sizeof(str)),ntohs(clie_addr.sin_port));for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)if(client[i]<0){client[i]=connfd;break;}if(i==FD_SETSIZE){fputs("too many clients\n",stderr);exit(1);}FD_SET(connfd,&allset);if(maxfd<connfd)maxfd=connfd;if(i>maxi)maxi=i;if(--nready==0)continue;}for(i=0;i<=maxi;i++){if((sockfd=client[i])<0)continue;if(FD_ISSET(sockfd,&rset)){n=read(sockfd,buf,sizeof(buf));if(n==0){close(sockfd);FD_CLR(sockfd,&allset);client[i]=-1;}else if(n>0){for(j=0;j<n;j++)buf[j]=toupper(buf[j]);Write(sockfd,buf,n);Write(STDOUT_FILENO,buf,n);}if(--nready==0)break;}}}	Close(listenfd);return 0;
}