作一個tcp的服務程序，同時可能有大量的客戶端連上來，希望分別記住各個socket 誰有數(shù)據(jù)過來，就讀出來，放到一個請求隊列－－這些事情用一個線程完成另外有一個結果隊列，如果結果里包含了socket的編號，用一個線程專門： 取出來按編號找回原來發(fā)送者socket，發(fā)回給原來的客戶端還有一個就是處理線程（池），它取出請求隊列里的一個請求，進行處理， 把處理結果放入結果隊列不知道有沒有現(xiàn)成的框架？ 網(wǎng)上只找到一些很。。。的： http://fanqiang.chinaunix.net/a4/b7/20010508/112359.html Linux網(wǎng)絡編程--9. 服務器模型 http://linuxc.51.net 作者:hoyt (2001-05-08 11:23:59) 學習過《軟件工程》吧.軟件工程可是每一個程序員"必修"的課程啊.如果你沒有學習過, 建議你去看一看. 在這一章里面,我們一起來從軟件工程的角度學習網(wǎng)絡編程的思想.在我們寫程序之前, 我們都應該從軟件工程的角度規(guī)劃好我們的軟件,這樣我們開發(fā)軟件的效率才會高. 在網(wǎng)絡程序里面,一般的來說都是許多客戶機對應一個服務器.為了處理客戶機的請求, 對服務端的程序就提出了特殊的要求.我們學習一下目前最常用的服務器模型.?循環(huán)服務器:循環(huán)服務器在同一個時刻只可以響應一個客戶端的請求?并發(fā)服務器:并發(fā)服務器在同一個時刻可以響應多個客戶端的請求?9.1 循環(huán)服務器:UDP服務器? UDP循環(huán)服務器的實現(xiàn)非常簡單:UDP服務器每次從套接字上讀取一個客戶端的請求,處理, 然后將結果返回給客戶機.?可以用下面的算法來實現(xiàn).?socket(...); bind(...); while(1) { recvfrom(...); process(...); sendto(...); } 因為UDP是非面向連接的,沒有一個客戶端可以老是占住服務端. 只要處理過程不是死循環(huán), 服務器對于每一個客戶機的請求總是能夠滿足.? 9.2 循環(huán)服務器:TCP服務器? TCP循環(huán)服務器的實現(xiàn)也不難:TCP服務器接受一個客戶端的連接,然后處理,完成了這個客戶的所有請求后,斷開連接.?算法如下:?socket(...); bind(...); listen(...); while(1) { accept(...); while(1) { read(...); process(...); write(...); } close(...); } TCP循環(huán)服務器一次只能處理一個客戶端的請求.只有在這個客戶的所有請求都滿足后, 服務器才可以繼續(xù)后面的請求.這樣如果有一個客戶端占住服務器不放時,其它的客戶機都不能工作了.因此,TCP服務器一般很少用循環(huán)服務器模型的.?9.3 并發(fā)服務器:TCP服務器? 為了彌補循環(huán)TCP服務器的缺陷,人們又想出了并發(fā)服務器的模型. 并發(fā)服務器的思想是每一個客戶機的請求并不由服務器直接處理,而是服務器創(chuàng)建一個 子進程來處理.?算法如下:?socket(...); bind(...); listen(...); while(1) { accept(...); if(fork(..)==0) { while(1) {???????? read(...); process(...); write(...); } close(...); exit(...); } close(...); }????? TCP并發(fā)服務器可以解決TCP循環(huán)服務器客戶機獨占服務器的情況. 不過也同時帶來了一個不小的問題.為了響應客戶機的請求,服務器要創(chuàng)建子進程來處理. 而創(chuàng)建子進程是一種非常消耗資源的操作.?9.4 并發(fā)服務器:多路復用I/O? 為了解決創(chuàng)建子進程帶來的系統(tǒng)資源消耗,人們又想出了多路復用I/O模型.?首先介紹一個函數(shù)select?int select(int nfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds, fd_set *except fds,struct timeval *timeout) void FD_SET(int fd,fd_set *fdset) void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset) void FD_ZERO(fd_set *fdset) int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) 一般的來說當我們在向文件讀寫時,進程有可能在讀寫出阻塞,直到一定的條件滿足. 比如我們從一個套接字讀數(shù)據(jù)時,可能緩沖區(qū)里面沒有數(shù)據(jù)可讀(通信的對方還沒有 發(fā)送數(shù)據(jù)過來),這個時候我們的讀調(diào)用就會等待(阻塞)直到有數(shù)據(jù)可讀.如果我們不 希望阻塞,我們的一個選擇是用select系統(tǒng)調(diào)用. 只要我們設置好select的各個參數(shù),那么當文件可以讀寫的時候select回"通知"我們 說可以讀寫了. readfds所有要讀的文件文件描述符的集合? writefds所有要的寫文件文件描述符的集合?exceptfds其他的服要向我們通知的文件描述符?timeout超時設置.?nfds所有我們監(jiān)控的文件描述符中最大的那一個加1?在我們調(diào)用select時進程會一直阻塞直到以下的一種情況發(fā)生. 1)有文件可以讀.2)有文件可以寫.3)超時所設置的時間到.?為了設置文件描述符我們要使用幾個宏. FD_SET將fd加入到fdset?FD_CLR將fd從fdset里面清除?FD_ZERO從fdset中清除所有的文件描述符?FD_ISSET判斷fd是否在fdset集合中?使用select的一個例子?int use_select(int *readfd,int n) { fd_set my_readfd; int maxfd; int i; maxfd=readfd[0]; for(i=1;i??? if(readfd>maxfd) maxfd=readfd; while(1) { /*?? 將所有的文件描述符加入?? */ FD_ZERO(&my_readfd); for(i=0;i??????????? FD_SET(readfd,*my_readfd); /*???? 進程阻塞???????????? ????*/ select(maxfd+1,& my_readfd,NULL,NULL,NULL);?/*??????? 有東西可以讀了?????? */ for(i=0;i????????? if(FD_ISSET(readfd,&my_readfd)) { /* 原來是我可以讀了?*/?we_read(readfd); } } } 使用select后我們的服務器程序就變成了.?初始話(socket,bind,listen); while(1) { 設置監(jiān)聽讀寫文件描述符(FD_*);??? 調(diào)用select; 如果是傾聽套接字就緒,說明一個新的連接請求建立 {?建立連接(accept); 加入到監(jiān)聽文件描述符中去; } 否則說明是一個已經(jīng)連接過的描述符 { 進行操作(read或者write); } }??????????????? 多路復用I/O可以解決資源限制的問題.著模型實際上是將UDP循環(huán)模型用在了TCP上面. 這也就帶來了一些問題.如由于服務器依次處理客戶的請求,所以可能會導致有的客戶 會等待很久.?9.5 并發(fā)服務器:UDP服務器? 人們把并發(fā)的概念用于UDP就得到了并發(fā)UDP服務器模型. 并發(fā)UDP服務器模型其實是簡單的.和并發(fā)的TCP服務器模型一樣是創(chuàng)建一個子進程來處理的 算法和并發(fā)的TCP模型一樣.?除非服務器在處理客戶端的請求所用的時間比較長以外,人們實際上很少用這種模型.?9.6 一個并發(fā)TCP服務器實例?#include? #include? #include? #include? #include? #define MY_PORT???????? 8888 int main(int argc ,char **argv) { int listen_fd,accept_fd; struct sockaddr_in???? client_addr; int n; if((listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) { printf("Socket Error:%s/n/a",strerror(errno)); exit(1); } bzero(&client_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); client_addr.sin_family=AF_INET; client_addr.sin_port=htons(MY_PORT); client_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); n=1; /* 如果服務器終止后,服務器可以第二次快速啟動而不用等待一段時間?*/ setsockopt(listen_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,sizeof(int)); if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,sizeof(client_addr))<0) { printf("Bind Error:%s/n/a",strerror(errno)); exit(1); } listen(listen_fd,5); while(1) { accept_fd=accept(listen_fd,NULL,NULL); if((accept_fd<0)&&(errno==EINTR)) continue; else if(accept_fd<0) { printf("Accept Error:%s/n/a",strerror(errno)); continue; } if((n=fork())==0) { /* 子進程處理客戶端的連接 */ char buffer[1024]; close(listen_fd); n=read(accept_fd,buffer,1024); write(accept_fd,buffer,n); close(accept_fd); exit(0); } else if(n<0) printf("Fork Error:%s/n/a",strerror(errno)); close(accept_fd); } }?你可以用我們前面寫客戶端程序來調(diào)試著程序,或者是用來telnet調(diào)試?http://www.csdn.com.cn/program/6713.htm Linux網(wǎng)絡服務器 瀏覽選項： 大中小?顏色 默認 灰度 橄欖色 綠色 藍色 褐色 紅色??? Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡服務器模型主要有兩種：并發(fā)服務器和循環(huán)服務器。所謂并發(fā)服務器就是在同一個時刻可以處理來自多個客戶端的請求；循環(huán)服務器是指服務器在同一時刻指可以響應一個客戶端的請求。而且對于TCP和UDP套接字，這兩種服務器的實現(xiàn)方式也有不同的特點。1、TCP循環(huán)服務器：首先TCP服務器接受一個客戶端的連接請求，處理連接請求，在完成這個客戶端的所有請求后斷開連接，然后再接受下一個客戶端的請求。創(chuàng)建TCP循環(huán)服務器的算法如下：socket(……)；?? //創(chuàng)建一個TCP套接字bind(……)；????? //邦定公認的端口號listen(……）；?//傾聽客戶端連接while(1）????????? //開始循環(huán)接收客戶端連接{accept(……)；//接收當前客戶端的連接while(1){??????????????????? //處理當前客戶端的請求read(……）；process(……);write(……);}close(……);?? //關閉當前客戶端的連接，準備接收下一個客戶端連接}TCP循環(huán)服務器一次只處理一個客戶端的請求，如果有一個客戶端占用服務器不放時，其它的客戶機連接請求都得不到及時的響應。因此，TCP服務器一般很少用循環(huán)服務器模型的。2、TCP并發(fā)服務器：并發(fā)服務器的思想是每一個客戶端的請求并不由服務器的主進程直接處理，而是服務器主進程創(chuàng)建一個子進程來處理。創(chuàng)建TCP并發(fā)服務器的算法如下：socket(……)； //創(chuàng)建一個TCP套接字bind(……)；??? //邦定公認的端口號listen(……）；//傾聽客戶端連接while(1）?????? //開始循環(huán)接收客戶端的接收{(diào)accept(……)；//接收一個客戶端的連接if(fork(……)==0)?//創(chuàng)建子進程{????????? ??????????while(1){???????????? //子進程處理某個客戶端的連接read(……）；process(……);write(……);}close(……);?//關閉子進程處理的客戶端連接exit(……) ；//終止該子進程}close（……);?????????? //父進程關閉連接套接字描述符，準備接收下一個客戶端連接}TCP并發(fā)服務器可以解決TCP循環(huán)服務器客戶端獨占服務器的情況。但同時也帶來了一個不小的問題，即響應客戶機的請求，服務器要創(chuàng)建子進程來處理，而創(chuàng)建子進程是一種非常消耗資源的操作。3、UDP循環(huán)服務器：UDP服務器每次從套接字上讀取一個客戶端的數(shù)據(jù)報請求，處理接收到的UDP數(shù)據(jù)報，然后將結果返回給客戶機。創(chuàng)建UDP循環(huán)服務器的算法如下：socket(……);?//創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)報類型的套接字bind(……);???? //邦定公認的短口號while(1)??????? //開始接收客戶端的連接{?????????????????? //接收和處理客戶端的UDP數(shù)據(jù)報recvfrom(……);process(……);sendto(……);//準備接收下一個客戶機的數(shù)據(jù)報}因為UDP是非面向連接的，沒有一個客戶端可以獨占服務器。只要處理過程不是死循環(huán)，服務器對于每一個客戶機的請求總是能夠處理的。UDP循環(huán)服務器在數(shù)據(jù)報流量過大時由于處理任務繁重可能造成客戶技數(shù)據(jù)報丟失，但是因為UDP協(xié)議本身不保證數(shù)據(jù)報可靠到達，所以UDP協(xié)議是尤許丟失數(shù)據(jù)報的。鑒于以上兩點，一般的UDP服務器采用循環(huán)方式4、UDP并發(fā)服務器把并發(fā)的概念應用UDP就得到了并發(fā)UDP服務器，和并發(fā)TCP服務器模型一樣是創(chuàng)建子進程來處理的。創(chuàng)建UDP并發(fā)服務器的算法如下：socket(……);?//創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)報類型的套接字bind(……);???? //邦定公認的短口號while(1)??????? //開始接收客戶端的連接{?????????????????? //接收和處理客戶端的UDP數(shù)據(jù)報recvfrom(……);if(fork(……)==0)?//創(chuàng)建子進程{process(……);sendto(……);}}除非服務器在處理客戶端的請求所用的時間比較長以外，人們實際上很少用這種UDP并發(fā)服務器模型的。5、多路復用I/O并發(fā)服務器：創(chuàng)建子進程會帶來系統(tǒng)資源的大量消耗，為了解決這個問題，采用多路復用I/O模型的并發(fā)服務器。采用select函數(shù)創(chuàng)建多路復用I/O模型的并發(fā)服務器的算法如下：初始化(socket,bind,listen);while(1){設置監(jiān)聽讀寫文件描述符（FD_*）；調(diào)用select;如果是傾聽套接字就緒，說明一個新的連接請求建立{建立連接（accept）；加入到監(jiān)聽文件描述符中去；}否則說明是一個已經(jīng)連接過的描述符{進行操作(read或者write);}}多路復用I/O可以解決資源限制問題，此模型實際上是將UDP循環(huán)模型用在了TCP上面。這也會帶了一些問題，如由于服務器依次處理客戶的請求，所以可能導致友的客戶會等待很久。http://bbs.chinaitlab.com/dispbbs.asp?boardid=148&id=114926 阻塞?阻塞，你也許早就聽說了。"阻塞"是 "sleep" 的科技行話。你可能注意 到前面運行的 listener 程序，它在那里不停地運行，等待數(shù)據(jù)包的到來。 實際在運行的是它調(diào)用 recvfrom()，然后沒有數(shù)據(jù)，因此 recvfrom() 說" 阻塞 (block)"，直到數(shù)據(jù)的到來。 很多函數(shù)都利用阻塞。accept() 阻塞，所有的 recv*() 函數(shù)阻塞。它 們之所以能這樣做是因為它們被允許這樣做。當你第一次調(diào)用 socket() 建 立套接字描述符的時候，內(nèi)核就將它設置為阻塞。如果你不想套接字阻塞， 你就要調(diào)用函數(shù) fcntl()：? #include <unistd.h> #include <fontl.h> .?.?sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);?fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);?.?.?通過設置套接字為非阻塞，你能夠有效地"詢問"套接字以獲得信息。如 果你嘗試著從一個非阻塞的套接字讀信息并且沒有任何數(shù)據(jù)，它不允許阻 塞--它將返回 -1 并將 errno 設置為 EWOULDBLOCK。? 但是一般說來，這種詢問不是個好主意。如果你讓你的程序在忙等狀 態(tài)查詢套接字的數(shù)據(jù)，你將浪費大量的 CPU 時間。更好的解決之道是用 下一章講的 select() 去查詢是否有數(shù)據(jù)要讀進來。 -------------------------------------------------------------------------------- select()--多路同步 I/O 雖然這個函數(shù)有點奇怪，但是它很有用。假設這樣的情況：你是個服 務器，你一邊在不停地從連接上讀數(shù)據(jù)，一邊在偵聽連接上的信息。 沒問題，你可能會說，不就是一個 accept() 和兩個 recv() 嗎? 這么 容易嗎，朋友? 如果你在調(diào)用 accept() 的時候阻塞呢? 你怎么能夠同時接 受 recv() 數(shù)據(jù)? “用非阻塞的套接字啊！” 不行！你不想耗盡所有的 CPU 吧? 那么，該如何是好? select() 讓你可以同時監(jiān)視多個套接字。如果你想知道的話，那么它就 會告訴你哪個套接字準備讀，哪個又準備寫，哪個套接字又發(fā)生了例外 (exception)。 閑話少說，下面是 select()： #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int select(int numfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set? *exceptfds, struct timeval *timeout); 這個函數(shù)監(jiān)視一系列文件描述符，特別是 readfds、writefds 和 exceptfds。如果你想知道你是否能夠從標準輸入和套接字描述符 sockfd 讀入數(shù)據(jù)，你只要將文件描述符 0 和 sockfd 加入到集合 readfds 中。參 數(shù) numfds 應該等于最高的文件描述符的值加1。在這個例子中，你應該 設置該值為 sockfd+1。因為它一定大于標準輸入的文件描述符 (0)。 當函數(shù) select() 返回的時候，readfds 的值修改為反映你選擇的哪個 文件描述符可以讀。你可以用下面講到的宏 FD_ISSET() 來測試。 在我們繼續(xù)下去之前，讓我來講講如何對這些集合進行操作。每個集 合類型都是 fd_set。下面有一些宏來對這個類型進行操作：? FD_ZERO(fd_set *set) – 清除一個文件描述符集合 FD_SET(int fd, fd_set *set) - 添加fd到集合?FD_CLR(int fd, fd_set *set) – 從集合中移去fd?FD_ISSET(int fd, fd_set *set) – 測試fd是否在集合中? 最后，是有點古怪的數(shù)據(jù)結構 struct timeval。有時你可不想永遠等待 別人發(fā)送數(shù)據(jù)過來。也許什么事情都沒有發(fā)生的時候你也想每隔96秒在終 端上打印字符串 "Still Going..."。這個數(shù)據(jù)結構允許你設定一個時間，如果 時間到了，而 select() 還沒有找到一個準備好的文件描述符，它將返回讓 你繼續(xù)處理。? 數(shù)據(jù)結構 struct timeval 是這樣的：? struct timeval {?int tv_sec; /* seconds */?int tv_usec; /* microseconds */?};? 只要將 tv_sec 設置為你要等待的秒數(shù)，將 tv_usec 設置為你要等待 的微秒數(shù)就可以了。是的，是微秒而不是毫秒。1,000微秒等于1毫秒，1,000 毫秒等于1秒。也就是說，1秒等于1,000,000微秒。為什么用符號 "usec" 呢? 字母 "u" 很象希臘字母 Mu，而 Mu 表示 "微" 的意思。當然，函數(shù) 返回的時候 timeout 可能是剩余的時間，之所以是可能，是因為它依賴于 你的 Unix 操作系統(tǒng)。? 哈！我們現(xiàn)在有一個微秒級的定時器！別計算了，標準的 Unix 系統(tǒng) 的時間片是100毫秒，所以無論你如何設置你的數(shù)據(jù)結構 struct timeval， 你都要等待那么長的時間。? 還有一些有趣的事情：如果你設置數(shù)據(jù)結構 struct timeval 中的數(shù)據(jù)為 0，select() 將立即超時，這樣就可以有效地輪詢集合中的所有的文件描述 符。如果你將參數(shù) timeout 賦值為 NULL，那么將永遠不會發(fā)生超時，即 一直等到第一個文件描述符就緒。最后，如果你不是很關心等待多長時間， 那么就把它賦為 NULL 吧。? 下面的代碼演示了在標準輸入上等待 2.5 秒：? #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #define STDIN 0 /* file descriptor for standard input */? main()?{?struct timeval tv;?fd_set readfds;? tv.tv_sec = 2;?tv.tv_usec = 500000;? FD_ZERO(&readfds);?FD_SET(STDIN, &readfds);? /* don't care about writefds and exceptfds: */?select(STDIN+1, &readfds, NULL, NULL, &tv);? if (FD_ISSET(STDIN, &readfds))?printf("A key was pressed!/n");?else?printf("Timed out./n");?}? 如果你是在一個 line buffered 終端上，那么你敲的鍵應該是回車 (RETURN)，否則無論如何它都會超時。 現(xiàn)在，你可能回認為這就是在數(shù)據(jù)報套接字上等待數(shù)據(jù)的方式--你是對 的：它可能是。有些 Unix 系統(tǒng)可以按這種方式，而另外一些則不能。你 在嘗試以前可能要先看看本系統(tǒng)的 man page 了。 最后一件關于 select() 的事情：如果你有一個正在偵聽 (listen()) 的套 接字，你可以通過將該套接字的文件描述符加入到 readfds 集合中來看是 否有新的連接。 這就是我關于函數(shù)select() 要講的所有的東西。 http://www.pcdog.com/p/html/2004123/31220042887_1.htm 深入UNIX編程:一個簡單聊天室的兩種實現(xiàn) (fcntl 和 select) --------------------------------------------------------------------------------http://www.pcdog.com 2004-12-3 互聯(lián)網(wǎng) 在互聯(lián)網(wǎng)相當普及的今天，在互聯(lián)網(wǎng)上聊天對很多“網(wǎng)蟲”來說已經(jīng)是家常便飯了。聊天室程序可以說是網(wǎng)上最簡單的多點通信程序。聊天室的實現(xiàn)方法有很多，但都是利用所謂的“多用戶空間”來對信息進行交換，具有典型的多路I/O的 架構。一個簡單的聊天室, 從程序員的觀點來看就是在多個I/O端點之間實現(xiàn)多對多的通信。其架構如圖一所示。這樣的實現(xiàn)在用戶的眼里就是聊天室內(nèi)任何一個人輸入一段字符之后,其他用戶都可以得到這一句話。這種“多用戶空間”的架構在其他多點通信程序中應用的非常廣泛，其核心就是多路I/O通信。多路I/O通信又被稱為I/O多路復用（I/O Multiplexing）一般被使用在以下的場合：客戶程序需要同時處理交互式的輸入和同服務器之間的網(wǎng)絡連接時需要處理I/O多路復用問題； 客戶端需要同時對多個網(wǎng)絡連接作出反應（這種情況很少見）； TCP服務器需要同時處理處于監(jiān)聽狀態(tài)和多個連接狀態(tài)的socket； 服務器需要處理多個網(wǎng)絡協(xié)議的socket; 服務器需要同時處理不同的網(wǎng)絡服務和協(xié)議。 聊天室所需要面對的情況正是第一和第三兩種情況。我們將通過在TCP/IP協(xié)議之上建立一個功能簡單的聊天室讓大家更加了解多路I/O以及它的實現(xiàn)方法。 我們要討論的聊天室功能非常簡單, 感興趣的朋友可以將其功能擴展, 發(fā)展成一個功能比較完整的聊天室, 如加上用戶認證, 用戶昵稱, 秘密信息, semote 等功能. 首先它是一個 client/server 結構的程序, 首先啟動 server, 然后用戶使用 client 進行連接. client/server 結構的優(yōu)點是速度快, 缺點是當 server 進行更新時, client 也必需更新. 網(wǎng)絡初始化 首先是初始化 server, 使server 進入監(jiān)聽狀態(tài): (為了簡潔起見,以下引用的程序與實際程序略有出入, 下同) sockfd = socket( AF_INET,SOCK_STREAM, 0); // 首先建立一個 socket, 族為 AF_INET, 類型為 SOCK_STREAM. // AF_INET = ARPA Internet protocols 即使用 TCP/IP 協(xié)議族 // SOCK_STREAM 類型提供了順序的, 可靠的, 基于字節(jié)流的全雙工連接. // 由于該協(xié)議族中只有一個協(xié)議, 因此第三個參數(shù)為 0 bind( sockfd, ( struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof( serv_addr)); // 再將這個 socket 與某個地址進行綁定. // serv_addr 包括 sin_family = AF_INET 協(xié)議族同 socket // sin_addr.s_addr = htonl( INADDR_ANY) server 所接受的所有其他 // 地址請求建立的連接. // sin_port = htons( SERV_TCP_PORT) server 所監(jiān)聽的端口 // 在本程序中, server 的 IP和監(jiān)聽的端口都存放在 config 文件中. listen( sockfd, MAX_CLIENT); // 地址綁定之后, server 進入監(jiān)聽狀態(tài). // MAX_CLIENT 是可以同時建立連接的 client 總數(shù). server 進入 listen 狀態(tài)后, 等待 client 建立連接。 Client端要建立連接首先也需要初始化連接： sockfd = socket( AF_INET,SOCK_STREAM,0)); // 同樣的, client 也先建立一個 socket, 其參數(shù)與 server 相同. connect( sockfd, ( struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof( serv_addr)); // client 使用 connect 建立一個連接. // serv_addr 中的變量分別設置為: // sin_family = AF_INET 協(xié)議族同 socket // sin_addr.s_addr = inet_addr( SERV_HOST_ADDR) 地址為 server // 所在的計算機的地址. // sin_port = htons( SERV_TCP_PORT) 端口為 server 監(jiān)聽的端口. 當 client 建立新連接的請求被送到Server端時, server 使用 accept 來接受該連接: accept( sockfd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_len); // 在函數(shù)返回時, cli_addr 中保留的是該連接對方的信息 // 包括對方的 IP 地址和對方使用的端口. // accept 返回一個新的文件描述符. 在 server 進入 listen 狀態(tài)之后, 由于已有多個用戶在線，所以程序需要同時對這些用戶進行操作，并在它們之間實現(xiàn)信息交換。這在實現(xiàn)上稱為I/O多路復用技術。多路復用一般有以下幾種方法： 非阻塞通信方法：將文件管道通過fcntl()設為非阻塞通信方式，每隔一端時間對他們實行一次輪詢，以判斷是否可以進行讀寫操作。這種方式的缺點是費用太高，大部分資源浪費在輪詢上。 子進程方法：應用多個子進程，每一個對一個單工阻塞方式通信。所有子進程通過IPC和父進程進行通信。父進程掌管所有信息。這種方式的缺點是實現(xiàn)復雜，而且由于IPC在各個操作系統(tǒng)平臺上并不完全一致，會導致可移植性降低。 信號驅動（SIGIO）的異步I/O方法：首先，異步I/O是基于信號機制的，并不可靠。其次單一的信號不足以提供更多的信息來源。還是需要輔助以其他的手段，實現(xiàn)上有很高的難度。 select ()方法：在BSD中提供了一種可以對多路I/O進行阻塞式查詢的方法——select()。它提供同時對多個I/O描述符進行阻塞式查詢的方法，利用它，我們可以很方便的實現(xiàn)多路復用。根據(jù)統(tǒng)一UNIX規(guī)范的協(xié)議,POSIX也采用了這種方法，因此，我們可以在大多數(shù)操作系統(tǒng)中使用select方法。 使用專門的I/O多路復用器：在“UNIX? SYSTEM V Programmer's Guide: STREAMS”一書中詳細的說明了構造和使用多路復用器的方法。這里就不再詳述了。 我們下面分別討論多路I/O的兩種實現(xiàn)方法: 1. 非阻塞通信方法 對一個文件描述符指定的文件或設備, 有兩種工作方式: 阻塞與非阻塞。所謂阻塞方式的意思是指, 當試圖對該文件描述符進行讀寫時, 如果當時沒有東西可讀,或者暫時不可寫, 程序就進入等待狀態(tài), 直到有東西可讀或者可寫為止。而對于非阻塞狀態(tài), 如果沒有東西可讀, 或者不可寫, 讀寫函數(shù)馬上返回, 而不會等待。缺省情況下, 文件描述符處于阻塞狀態(tài)。在實現(xiàn)聊天室時, server 需要輪流查詢與各client 建立的 socket, 一旦可讀就將該 socket 中的字符讀出來并向所有其他client 發(fā)送。并且, server 還要隨時查看是否有新的 client 試圖建立連接,這樣, 如果 server 在任何一個地方阻塞了, 其他 client 發(fā)送的內(nèi)容就會受到影響,得不到服務器的及時響應。新 client 試圖建立連接也會受到影響。所以我們在這里不能使用缺省的阻塞的文件工作方式，而需要將文件的工作方式變成非阻塞方式。在UNIX下，函數(shù)fcntl()可以用來改變文件I/O操作的工作方式，函數(shù)描述如下： fcntl( sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // sockfd 是要改變狀態(tài)的文件描述符. // F_SETFL 表明要改變文件描述符的狀態(tài) // O_NONBLOCK 表示將文件描述符變?yōu)榉亲枞? 為了節(jié)省篇幅我們使用自然語言描述聊天室 server : while ( 1) { if 有新連接 then 建立并記錄該新連接; for ( 所有的有效連接) begin if 該連接中有字符可讀 then begin 讀入字符串； for ( 所有其他的有效連接) begin 將該字符串發(fā)送給該連接; end; end; end; end. 由于判斷是否有新連接, 是否可讀都是非阻塞的, 因此每次判斷,不管有還是沒有, 都會馬上返回. 這樣,任何一個 client 向 server 發(fā)送字符或者試圖建立新連接, 都不會對其他 client 的活動造成影響。 對 client 而言, 建立連接之后, 只需要處理兩個文件描述符, 一個是建立了連接的 socket 描述符, 另一個是標準輸入. 和 server 一樣, 如果使用阻塞方式的話, 很容易因為其中一個暫時沒有輸入而影響另外一個的讀入.. 因此將它們都變成非阻塞的, 然后client 進行如下動作: while ( 不想退出) begin if ( 與 server 的連接有字符可讀) begin 從該連接讀入, 并輸出到標準輸出上去. End; if ( 標準輸入可讀) Begin 從標準輸入讀入, 并輸出到與 server 的連接中去. End; End. 上面的讀寫分別調(diào)用這樣兩個函數(shù): read( userfd, line, MAX_LINE); // userfd 是指第 i 個 client 連接的文件描述符. // line 是指讀出的字符存放的位置. // MAX_LINE 是一次最多讀出的字符數(shù). // 返回值是實際讀出的字符數(shù). write( userfd[j], line, strlen( line)); // userfd[j] 是第 j 個 client 的文件描述符. // line 是要發(fā)送的字符串. // strlen( line) 是要發(fā)送的字符串長度. 分析上面的程序可以知道, 不管是 server 還是 client, 它們都不停的輪流查詢各個文件描述符, 一旦可讀就讀入并進行處理. 這樣的程序, 不停的在執(zhí)行, 只要有CPU 資源, 就不會放過。因此對系統(tǒng)資源的消耗非常大。server 或者 client 單獨執(zhí)行時, CPU 資源的 98% 左右都被其占用。極大的消耗了系統(tǒng)資源。 select 方法 因此，雖然我們不希望在某一個用戶沒有反應時阻塞其他的用戶，但我們卻應該在沒有任何用戶有反應的情況之下停止程序的運行，讓出搶占的系統(tǒng)資源，進入阻塞狀態(tài)。有沒有這種方法呢？現(xiàn)在的UNIX系統(tǒng)中都提供了select方法，具體實現(xiàn)方式如下：select 方法中, 所有文件描述符都是阻塞的. 使用 select 判斷一組文件描述符中是否有一個可讀(寫), 如果沒有就阻塞, 直到有一個的時候就被喚醒. 我們先看比較簡單的 client 的實現(xiàn): 由于 client 只需要處理兩個文件描述符, 因此, 需要判斷是否有可讀寫的文件描述符只需要加入兩項: FD_ZERO( sockset); // 將 sockset 清空 FD_SET( sockfd, sockset); // 把 sockfd 加入到 sockset 集合中 FD_SET( 0, sockset); // 把 0 (標準輸入) 加入到 sockset 集合中然后 client 的處理如下: while ( 不想退出) { select( sockfd+1, &sockset, NULL, NULL, NULL); // 此時該函數(shù)將阻塞直到標準輸入或者 sockfd 中有一個可讀為止 // 第一個參數(shù)是 0 和 sockfd 中的最大值加一 // 第二個參數(shù)是 讀集, 也就是 sockset // 第三, 四個參數(shù)是寫集和異常集, 在本程序中都為空 // 第五個參數(shù)是超時時間, 即在指定時間內(nèi)仍沒有可讀, 則出錯 // 并返回. 當這個參數(shù)為NULL 時, 超時時間被設置為無限長. // 當 select 因為可讀返回時, sockset 中包含的只是可讀的 // 那些文件描述符. if ( FD_ISSET( sockfd, &sockset)) { // FD_ISSET 這個宏判斷 sockfd 是否屬于可讀的文件描述符 從 sockfd 中讀入, 輸出到標準輸出上去. } if ( FD_ISSET( 0, &sockset)) { // FD_ISSET 這個宏判斷 sockfd 是否屬于可讀的文件描述符 從標準輸入讀入, 輸出到 sockfd 中去. } 重新設置 sockset. (即將 sockset 清空, 并將 sockfd 和 0 加入) } 下面看 server 的情況: 設置 sockset 如下: FD_ZERO( sockset); FD_SET( sockfd, sockset); for ( 所有有效連接) FD_SET( userfd, sockset); } maxfd = 最大的文件描述符號 + 1; server 處理如下: while ( 1) { select( maxfd, &sockset, NULL, NULL, NULL); if ( FD_ISSET( sockfd, &sockset)) { // 有新連接 建立新連接, 并將該連接描述符加入到 sockset 中去了. } for ( 所有有效連接) { if ( FD_ISSET ( userfd, &sockset)) { // 該連接中有字符可讀 從該連接中讀入字符, 并發(fā)送到其他有效連接中去. } } 重新設置 sockset; } 性能比較 由于采用 select 機制, 因此當沒有字符可讀時, 程序處于阻塞狀態(tài),最小程度的占用CPU 資源, 在同一臺機器上執(zhí)行一個 server 和若干個client 時, 系統(tǒng)負載只有 0.1 左右, 而采用原來的非阻塞通信方法, 只運行一個 server, 系統(tǒng)負載就可以達到 1.5 左右. 因此我們推薦使用 select. 轉： http://hereson.javaeye.com/blog/200677

總結

以上是生活随笔為你收集整理的c/c++实现一个密集型server/socket多路复用select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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