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I/O复用

时间:2016-08-18 23:15:35      阅读:193      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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背景知识

如果TCP客户同时处理两个输入: 标准输入和TCP套接字. 那么如果客户阻塞于标准输入期间(例如fgets()), 套接字收到的FIN或者RST信息就不会及时得到处理. 所以这里需要使用I/O复用, 是由select和poll这两个函数支持的.

为了更好地理解I/O复用, 这里总结一下UNIX下的5种I/O模型的基本区别:

阻塞式I/O : 默认情况下, 所有的套接字都是阻塞的. 一些慢系统调用也是阻塞的.

非阻塞式I/O : 当所请求的I/O操作非得把本进程投入睡眠才能完成时, 不要把本进程投入睡眠, 而是返回一个错误.

I/O复用: 用select的优势在于我们可以等待多个描述符

信号驱动式I/O: 让内核在描述符就绪时发送SIGIO信号通知我们, 这种模式的优势在于等待数据报到达期间进程是不被阻塞的.

异步I/O: 告知内核启动某个操作, 并让内核在整个操作完成后通知我们.


为了实现I/O复用, 这里使用select函数, 该函数允许进程指示内核等待多个事件中的任何一个发生, 并只在一个或多个事件发生或者经历过一段指定的时间再唤醒它.

  1. #include <sys/select.h>
  2. #include <sys/time.h>
  3. int select(int maxfdp1, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, const struct timeval *timeout);

select函数的返回: 若有就绪描述符则为其数目, 若超时则为0, 若出错则为-1


使用select的服务器端程序

  1. #include "unp.h"
  2. #include <time.h>
  3. int
  4. main(int argc, char **argv)
  5. {
  6. int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
  7. int nready, client[FD_SETSIZE];
  8. ssize_t n;
  9. fd_set rset, allset;
  10. char buf[MAXLINE];
  11. socklen_t clilen;
  12. struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
  13. listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);
  14. bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  15. servaddr.sin_family=AF_INET;
  16. servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
  17. servaddr.sin_port=htons(1234);
  18. Bind(listenfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));
  19. Listen(listenfd, LISTENQ);
  20. maxfd=listenfd;
  21. maxi=-1;
  22. for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
  23. client[i]=-1;
  24. FD_ZERO(&allset);
  25. FD_SET(listenfd, &allset);
  26. for(;;){
  27. rset=allset;
  28. nready=Select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
  29. if(FD_ISSET(listenfd, &rset)){ // new client connection
  30. clilen=sizeof(cliaddr);
  31. connfd=Accept(listenfd, (SA*) &cliaddr, &clilen);
  32. for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++){
  33. if(client[i]<0){
  34. client[i]=connfd;
  35. break;
  36. }
  37. }
  38. if(i==FD_SETSIZE)
  39. err_quit("too many clients");
  40. FD_SET(connfd, &allset);
  41. if(connfd>maxfd)
  42. maxfd=connfd;
  43. if(i>maxi)
  44. maxi=i;
  45. if(--nready<=0)
  46. continue;
  47. }
  48. for(i=0;i<=maxi;i++){ //check all clients for data
  49. if( (sockfd=client[i])<0)
  50. continue;
  51. if(FD_ISSET(sockfd, &rset)){
  52. if((n=Read(sockfd, buf, MAXLINE))==0){
  53. //connection closed by client
  54. Close(sockfd);
  55. FD_CLR(sockfd, &allset);
  56. client[i]=-1;
  57. }else
  58. Writen(sockfd, buf, n);
  59. if(--nready<=0)
  60. break; //no more readable descriptors
  61. }
  62. }
  63. }
  64. return 0;
  65. }

使用select函数的客户端程序

  1. #include "unp.h"
  2. void cli_echo(FILE *fp, int sockfd)
  3. {
  4. int maxfdp1, stdineof;
  5. fd_set rset;
  6. char buf[1000];
  7. int n;
  8. stdineof=0;
  9. FD_ZERO(&rset);
  10. for(;;){
  11. if(stdineof==0)
  12. FD_SET(fileno(fp),&rset);
  13. FD_SET(sockfd,&rset);
  14. maxfdp1=max(fileno(fp), sockfd)+1;
  15. Select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL);
  16. if(FD_ISSET(sockfd, &rset)) {//socket is readable
  17. if( (n=Read(sockfd, buf, 1000))==0){
  18. if(stdineof==1)
  19. return;//normal termination
  20. else
  21. err_quit("cli_echo: server terminated prematurely");
  22. }
  23. Write(fileno(stdout),buf,n);
  24. }
  25. if(FD_ISSET(fileno(fp), &rset)){//input is readable
  26. if( (n=Read(fileno(fp),buf,1000))==0){
  27. stdineof=1;
  28. Shutdown(sockfd, SHUT_WR);
  29. FD_CLR(fileno(fp), &rset);
  30. continue;
  31. }
  32. Writen(sockfd, buf, n);
  33. }
  34. }
  35. }
  36. int
  37. main(int argc, char **argv)
  38. {
  39. int sockfd;
  40. struct sockaddr_in servaddr;
  41. if(argc!=2)
  42. err_quit("usage: tcpcli <IPaddress>");
  43. sockfd=Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  44. bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
  45. servaddr.sin_family=AF_INET;
  46. servaddr.sin_port=htons(1234);
  47. Inet_pton(AF_INET,argv[1], &servaddr.sin_addr);
  48. Connect(sockfd, (SA*) &servaddr, sizeof(servaddr));
  49. cli_echo(stdin,sockfd);
  50. exit(0);
  51. }








I/O复用

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原文地址:http://www.cnblogs.com/gremount/p/5785566.html

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