Linux网络编程（3）

1. recv和send函数

2. tcp状态转换

3. 2msl等待时长

TIME_WAIT状态会持续大约一分钟，然后才关闭。

4. 半关闭

 

               

用dup2函数可以复制文件描述符，之后sfd和fd就都指向同一个socket了。如果用close函数关闭一个文件描述符的话，另一个文件描述符还可以对socket进行读写。所以还是用shutdown函数好，这个函数可以关闭对socket的指定操作权限，即所有指向该socket的文件描述符都会失去指定的操作权限。

5. netstat命令

执行结果：

先启动server端，然后用该命令查看。然后启动一个client端，用该命令查看。

注：如果断开一个client端的连接，在一分钟之内用该命令查看会发现该client端的状态为TIME_WAIT。

6. 端口复用设置

使用方法：在bind之前，设置端口复用。这样在服务器关闭后再立即打开时，就不会显示端口占用的错误了。

7. IO多路转接

  

8. 内核大致是如何实现IO转接的

9. select的参数和返回值

                                        

注：1. writefds和exceptfds一般传NULL，只设置readfds。并且本质上是用1024个位来记录。2. 函数返回值是有几个fd发生了变化。3. 如果timeout参数不传NULL，那么只有当设置的阻塞时间到了之后，函数才返回。

10. select工作过程

注：select函数返回后，reads可能会被改变：发生变化的fd其值为1，未发生变化的fd其值为0。我们只需要遍历一下reads就知道哪些fd发生了变化。

11. select伪代码

12. select代码实现

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>


int main(int argc, const char* argv[])
{
    if(argc < 2)
    {
        printf("eg: ./a.out port\n");
        exit(1);
    }
    struct sockaddr_in serv_addr;
    socklen_t serv_len = sizeof(serv_addr);
    int port = atoi(argv[1]);

    // 创建套接字
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 初始化服务器 sockaddr_in 
    memset(&serv_addr, 0, serv_len);
    serv_addr.sin_family = AF_INET;                   // 地址族 
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    // 监听本机所有的IP
    serv_addr.sin_port = htons(port);            // 设置端口 
    // 绑定IP和端口
    bind(lfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, serv_len);

    // 设置同时监听的最大个数
    listen(lfd, 36);
    printf("Start accept ......\n");

    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t cli_len = sizeof(client_addr);

    // 最大的文件描述符
    int maxfd = lfd;
    // 文件描述符读集合
    fd_set reads, temp;
    // init
    FD_ZERO(&reads);
    FD_SET(lfd, &reads);

    while(1)
    {
        // 委托内核做IO检测
        temp = reads;
        int ret = select(maxfd+1, &temp, NULL, NULL, NULL);
        if(ret == -1)
        {
            perror("select error");
            exit(1);
        }
        // 客户端发起了新的连接
        if(FD_ISSET(lfd, &temp))
        {
            // 接受连接请求 - accept不阻塞
            int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cli_len);
            if(cfd == -1)
            {
                perror("accept error");
                exit(1);
            }
            char ip[64];
            printf("new client IP: %s, Port: %d\n", 
                   inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)),
                   ntohs(client_addr.sin_port));
            // 将cfd加入到待检测的读集合中 - 下一次就可以检测到了
            FD_SET(cfd, &reads);
            // 更新最大的文件描述符
            maxfd = maxfd < cfd ? cfd : maxfd;
        }
        // 已经连接的客户端有数据到达
        for(int i=lfd+1; i<=maxfd; ++i)
        {
            if(FD_ISSET(i, &temp))
            {
                char buf[1024] = {0};
                int len = recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
                if(len == -1)
                {
                    perror("recv error");
                    exit(1);
                }
                else if(len == 0)
                {
                    printf("客户端已经断开了连接\n");
                    close(i);
                    // 从读集合中删除
                    FD_CLR(i, &reads);
                }
                else
                {
                    printf("recv buf: %s\n", buf);
                    send(i, buf, strlen(buf)+1, 0);
                }
            }
        }
    }

    close(lfd);
    return 0;
}

执行结果：

 

13. select函数的优缺点

14. poll函数介绍

15. poll实现IO转接代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>
#include <poll.h>

#define SERV_PORT 8989

int main(int argc, const char* argv[])
{
    int lfd, cfd;
    struct sockaddr_in serv_addr, clien_addr;
    int serv_len, clien_len;

    // 创建套接字
    lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 初始化服务器 sockaddr_in 
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;                   // 地址族 
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    // 监听本机所有的IP
    serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);            // 设置端口 
    serv_len = sizeof(serv_addr);
    // 绑定IP和端口
    bind(lfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, serv_len);

    // 设置同时监听的最大个数
    listen(lfd, 36);
    printf("Start accept ......\n");

    // poll结构体
    struct pollfd allfd[1024];
    int max_index = 0;
    // init
    for(int i=0; i<1024; ++i)
    {
        allfd[i].fd = -1;
        allfd[i].events = POLLIN;
    }
    allfd[0].fd = lfd;

    while(1)
    {
        int i = 0;
        int ret = poll(allfd, max_index+1, -1); 
        if(ret == -1)
        {
            perror("poll error");
            exit(1);
        }

        // 判断是否有连接请求
        if(allfd[0].revents & POLLIN)
        {
            clien_len = sizeof(clien_addr);
            // 接受连接请求
            int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&clien_addr, &clien_len);
            printf("============\n");

            // cfd添加到ｐｏｌｌ数组
            for(i=0; i<1024; ++i)
            {
                if(allfd[i].fd == -1)
                {
                    allfd[i].fd = cfd;
                    break;
                }
            }
            // 更新最后一个元素的下标
            max_index = max_index < i ? i : max_index;
            if(--ret <= 0)
                continue;
        }

        // 遍历数组
        for(i=1; i<=max_index; ++i)
        {
            int fd = allfd[i].fd;
            if(fd == -1)
            {
                continue;
            }
            if(allfd[i].revents & POLLIN)
            {
                // 接受数据
                char buf[1024] = {0};
                int len = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);
                if(len == -1)
                {
                    perror("recv error");
                    exit(1);
                }
                else if(len == 0)
                {
                    allfd[i].fd = -1;
                    close(fd);
                    printf("客户端已经主动断开连接。。。\n");
                }
                else
                {
                    printf("recv buf = %s\n", buf);
                    for(int k=0; k<len; ++k)
                    {
                        buf[k] = toupper(buf[k]);
                    }
                    printf("buf toupper: %s\n", buf);
                    send(fd, buf, strlen(buf)+1, 0);
                }
                if(--ret <= 0)
                    break;
            }
        }
    }

    close(lfd);
    return 0;
}