一、關于socket通信

服務器端工作流程：

• 調(diào)用 socket() 函數(shù)創(chuàng)建套接字 用 bind() 函數(shù)將創(chuàng)建的套接字與服務端IP地址綁定
• 調(diào)用listen()函數(shù)監(jiān)聽socket() 函數(shù)創(chuàng)建的套接字，等待客戶端連接 當客戶端請求到來之后
• 調(diào)用 accept()函數(shù)接受連接請求，返回一個對應于此連接的新的套接字，做好通信準備
• 調(diào)用 write()/read() 函數(shù)和 send()/recv()函數(shù)進行數(shù)據(jù)的讀寫，通過 accept() 返回的套接字和客戶端進行通信 關閉socket（close）

客戶端工作流程：

• 調(diào)用 socket() 函數(shù)創(chuàng)建套接字
• 調(diào)用 connect() 函數(shù)連接服務端
• 調(diào)用write()/read() 函數(shù)或者 send()/recv() 函數(shù)進行數(shù)據(jù)的讀寫
• 關閉socket(close)

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二、用select實現(xiàn)服務器端編程：

select函數(shù)樓主在之前文章中（select函數(shù)用法）已經(jīng)提及，不在多做綴述。下面貼上服務器端代碼servce.c

#include <stdio.h> #include <netinet/in.h> //for souockaddr_in #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <errno.h> #include <stdlib.h>#include <arpa/inet.h>//for select #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <sys/select.h>#include <strings.h> //for bzero #include <string.h>#define BUFF_SIZE 1024 #define backlog 7 #define ser_port 11277 #define CLI_NUM 3int client_fds[CLI_NUM];int main(int agrc,char **argv) {int ser_souck_fd;int i; char input_message[BUFF_SIZE];char resv_message[BUFF_SIZE];struct sockaddr_in ser_addr;ser_addr.sin_family= AF_INET; //IPV4ser_addr.sin_port = htons(ser_port); ser_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //指定的是所有地址//creat socketif( (ser_souck_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0 ){perror("creat failure");return -1;} //bind soucketif(bind(ser_souck_fd, (const struct sockaddr *)&ser_addr,sizeof(ser_addr)) < 0){perror("bind failure");return -1;}//listenif(listen(ser_souck_fd, backlog) < 0) {perror("listen failure"); return -1;}//fd_setfd_set ser_fdset;int max_fd=1;struct timeval mytime;printf("wait for client connnect!\n");while(1){mytime.tv_sec=27;mytime.tv_usec=0;FD_ZERO(&ser_fdset);//add standard inputFD_SET(0,&ser_fdset);if(max_fd < 0){max_fd=0; }//add serverceFD_SET(ser_souck_fd,&ser_fdset);if(max_fd < ser_souck_fd){max_fd = ser_souck_fd;}//add client for(i=0;i<CLI_NUM;i++) //用數(shù)組定義多個客戶端fd{if(client_fds[i]!=0) {FD_SET(client_fds[i],&ser_fdset);if(max_fd < client_fds[i]){max_fd = client_fds[i]; }}}//select多路復用int ret = select(max_fd + 1, &ser_fdset, NULL, NULL, &mytime);if(ret < 0) { perror("select failure\n"); continue; } else if(ret == 0){printf("time out!");continue;}else{if(FD_ISSET(0,&ser_fdset)) //標準輸入是否存在于ser_fdset集合中（也就是說，檢測到輸入時，做如下事情）{printf("send message to");bzero(input_message,BUFF_SIZE);fgets(input_message,BUFF_SIZE,stdin);for(i=0;i<CLI_NUM;i++){if(client_fds[i] != 0){printf("client_fds[%d]=%d\n", i, client_fds[i]);send(client_fds[i], input_message, BUFF_SIZE, 0);}}}if(FD_ISSET(ser_souck_fd, &ser_fdset)) {struct sockaddr_in client_address;socklen_t address_len;int client_sock_fd = accept(ser_souck_fd,(struct sockaddr *)&client_address, &address_len);if(client_sock_fd > 0){int flags=-1;//一個客戶端到來分配一個fd，CLI_NUM=3，則最多只能有三個客戶端，超過4以后跳出for循環(huán)，flags重新被賦值為-1for(i=0;i<CLI_NUM;i++){if(client_fds[i] == 0){flags=i; client_fds[i] = client_sock_fd;break;}}if (flags >= 0){printf("new user client[%d] add sucessfully!\n",flags);}else //flags=-1{ char full_message[]="the client is full!can't join!\n";bzero(input_message,BUFF_SIZE);strncpy(input_message, full_message,100);send(client_sock_fd, input_message, BUFF_SIZE, 0);}} }}//deal with the messagefor(i=0; i<CLI_NUM; i++){if(client_fds[i] != 0){if(FD_ISSET(client_fds[i],&ser_fdset)){bzero(resv_message,BUFF_SIZE);int byte_num=read(client_fds[i],resv_message,BUFF_SIZE);if(byte_num > 0){printf("message form client[%d]:%s\n", i, resv_message);}else if(byte_num < 0){printf("rescessed error!");}//某個客戶端退出else //cancel fdset and set fd=0{printf("clien[%d] exit!\n",i);FD_CLR(client_fds[i], &ser_fdset);client_fds[i] = 0;// printf("clien[%d] exit!\n",i);continue; //這里如果用break的話一個客戶端退出會造成服務器也退出。 }}}} }return 0; }

select實現(xiàn)多路復用，多路復用，顧名思義，就是說各做各的事，標準輸入事件到來，有相關函數(shù)處理。服務器處理服務器的事件，客戶端到來時有相關函數(shù)對其進行處理，通過select遍歷各fd的讀寫情況，就不用擔心阻塞了。

三、用epoll實現(xiàn)客戶端編程：

1、客戶端程序（epoll_client.c）：

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<netinet/in.h> #include<sys/socket.h> #include<arpa/inet.h> #include<string.h> #include<unistd.h> #include <sys/epoll.h> #include <errno.h> #include <fcntl.h>#define BUFFER_SIZE 1024 int main(int argc, const char * argv[]) { int i,n;int connfd,sockfd;struct epoll_event ev,events[20]; //ev用于注冊事件,數(shù)組用于回傳要處理的事件int epfd=epoll_create(256);//創(chuàng)建一個epoll的句柄，其中256為你epoll所支持的最大句柄數(shù)struct sockaddr_in client_addr;struct sockaddr_in server_addr; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(11277); server_addr.sin_addr.s_addr =INADDR_ANY; bzero(&(server_addr.sin_zero), 8); int server_sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); ev.data.fd=server_sock_fd;//設置與要處理的事件相關的文件描述符ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//設置要處理的事件類型epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,server_sock_fd,&ev);//注冊epoll事件if(server_sock_fd == -1) { perror("socket error"); return 1; } char recv_msg[BUFFER_SIZE]; char input_msg[BUFFER_SIZE]; if(connect(server_sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)) == 0) { for(;;){int nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);//等待epoll事件的發(fā)生for(i=0;i<nfds;++i){ if(events[i].events&EPOLLOUT) //有數(shù)據(jù)發(fā)送，寫socket{bzero(input_msg, BUFFER_SIZE); fgets(input_msg, BUFFER_SIZE, stdin); sockfd = events[i].data.fd;write(sockfd, recv_msg, n);ev.data.fd=sockfd;ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,sockfd,&ev);} else if(events[i].events&EPOLLIN)//有數(shù)據(jù)到來，讀socket{bzero(recv_msg, BUFFER_SIZE);if((n = read(server_sock_fd, recv_msg, BUFFER_SIZE)) <0 ){printf("read error!");}ev.data.fd=server_sock_fd;ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;printf("%s\n",recv_msg);}} }} return 0; }

2、關于epoll函數(shù)：

相比于select，epoll最大的好處在于它不會隨著監(jiān)聽fd數(shù)目的增長而降低效率。因為在內(nèi)核中的select實現(xiàn)中，它是采用輪詢來處理的，輪詢的fd數(shù)目越多，自然耗時越多。并且，在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明：
#define __FD_SETSIZE 1024
表示select最多同時監(jiān)聽1024個fd

一共三個函數(shù)：

1、 int epoll_create (int size); 創(chuàng)建一個epoll的句柄

size用來告訴內(nèi)核這個監(jiān)聽的數(shù)目一共有多大。這個參數(shù)不同于select()中的第一個參數(shù)，給出最大監(jiān)聽的fd+1的值。需要注意的是，當創(chuàng)建好epoll句柄后，它就是會占用一個fd值，在linux下如果查看/proc/進程id/fd/，是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll后，必須調(diào)用close()關閉，否則可能導致fd被耗盡。

2、 int epoll_ctl (int epfd , int op, int fd, struct epoll_event *event);

epoll的事件注冊函數(shù)，它不同與select()是在監(jiān)聽事件時告訴內(nèi)核要監(jiān)聽什么類型的事件，而是在這里先注冊要監(jiān)聽的事件類型。第一個參數(shù)是epoll_create()的返回值，第二個參數(shù)表示動作，用三個宏來表示：

EPOLL_CTL_ADD：注冊新的fd到epfd中；

EPOLL_CTL_MOD：修改已經(jīng)注冊的fd的監(jiān)聽事件；

EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；

第三個參數(shù)是需要監(jiān)聽的fd

第四個參數(shù)是告訴內(nèi)核需要監(jiān)聽什么事，struct epoll_event結構如下：

struct epoll_event{__uint32_t events; /* Epoll events */epoll_data_t data; /* User data variable */ };

　　

typedef union epoll_data{void *ptr;int fd;__uint32_t u32;__uint64_t u64; } epoll_data_t;

events可以是以下幾個宏的集合：

• EPOLLIN ：表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
• EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
• EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數(shù)據(jù)可讀（這里應該表示有帶外數(shù)據(jù)到來）；
• EPOLLERR：表示對應的文件描述符發(fā)生錯誤；
• EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
• EPOLLET： 將EPOLL設為邊緣觸發(fā)(Edge Triggered)模式，這是相對于水平觸發(fā)(Level Triggered)來說的。
• EPOLLONESHOT：只監(jiān)聽一次事件，當監(jiān)聽完這次事件之后，如果還需要繼續(xù)監(jiān)聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列里

3、 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);

等待事件的產(chǎn)生，類似于select()調(diào)用。

參數(shù)events用來從內(nèi)核得到事件的集合，

maxevents告之內(nèi)核這個events有多大，這個 maxevents的值不能大于創(chuàng)建epoll_create()時的size，

參數(shù)timeout是超時時間（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有說法說是永久阻塞）。該函數(shù)返回需要處理的事件數(shù)目，如返回0表示已超時。

使用步驟：

<1>首先通過create_epoll(int maxfds)來創(chuàng)建一個epoll的句柄，其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數(shù)。這個函數(shù)會返回一個新的epoll句柄，之后的所有操作將通過這個句柄來進行操作。在用完之后，記得用close()來關閉這個創(chuàng)建出來的epoll句柄。

<2>然后每一幀的調(diào)用epoll_wait (int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout) 來查詢所有的網(wǎng)絡接口。

<3>kdpfd為用epoll_create創(chuàng)建之后的句柄，events是一個epoll_event*的指針，當epoll_wait這個函數(shù)操作成功之后，epoll_events里面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監(jiān)聽的所有socket句柄數(shù)。最后一個timeout是 epoll_wait的超時，為0的時候表示馬上返回，為-1的時候表示一直等下去，直到有事件范圍，為任意正整數(shù)的時候表示等這么長的時間，如果一直沒有事件，則返回。一般如果網(wǎng)絡主循環(huán)是單獨的線程的話，可以用-1來等，這樣可以保證一些效率，如果是和主邏輯在同一個線程的話，則可以用0來保證主循環(huán)的效率。 epoll_wait返回之后應該是一個循環(huán)，遍歷所有的事件。

基本上都是如下的框架：

for( ; ; ){nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);for(i=0;i<nfds;++i){if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的連接{connfd = accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept這個連接ev.data.fd=connfd;ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //將新的fd添加到epoll的監(jiān)聽隊列中}else if( events[i].events&EPOLLIN ) //接收到數(shù)據(jù)，讀socket{n = read(sockfd, line, MAXLINE)) < 0 //讀ev.data.ptr = md; //md為自定義類型，添加數(shù)據(jù)ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改標識符，等待下一個循環(huán)時發(fā)送數(shù)據(jù)，異步處理的精髓}else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有數(shù)據(jù)待發(fā)送，寫socket{struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr; //取數(shù)據(jù)sockfd = md->fd;send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 ); //發(fā)送數(shù)據(jù)ev.data.fd=sockfd;ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改標識符，等待下一個循環(huán)時接收數(shù)據(jù)}else{//其他的處理}}}

　　

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轉載于:https://www.cnblogs.com/wuyepeng/p/9726771.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux下网络socket编程——实现服务器（select）与多个客户端通信的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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