00. 目录
01. 概述
服务器设计技术有很多，按使用的协议来分有 TCP 服务器和 UDP 服务器，按处理方式来分有循环服务器和并发服务器。
循环服务器与并发服务器模型
在网络程序里面，一般来说都是许多客户对应一个服务器（多对一），为了处理客户的请求，对服务端的程序就提出了特殊的要求。
目前最常用的服务器模型
- 循环服务器：服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求。
- 并发服务器：服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求。
02. I/O复用技术概述
I/O 复用技术是为了解决进程或线程阻塞到某个 I/O 系统调用而出现的技术，使进程不阻塞于某个特定的 I/O 系统调用。它也可用于并发服务器的设计，常用函数 select() 或 epoll() 来实现。
03. select模型服务器实现思路
socket(...); // 创建套接字
bind(...); // 绑定
listen(...); // 监听
while(1)
{
if(select(...) > 0) // 检测监听套接字是否可读
{
if(FD_ISSET(...)>0) // 套接字可读，证明有新客户端连接服务器
{
accpet(...);// 取出已经完成的连接
process(...);// 处理请求，反馈结果
}
}
close(...); // 关闭连接套接字：accept()返回的套接字
}
04. select模型服务器实现
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/select.h>
#define SERV_PORT 8080
#define LIST 20 //服务器最大接受连接
#define MAX_FD 10 //FD_SET支持描述符数量
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
int err;
int i;
int connfd;
int fd_all[MAX_FD]; //保存所有描述符，用于select调用后，判断哪个可读
//下面两个备份原因是select调用后，会发生变化，再次调用select前，需要重新赋值
fd_set fd_read; //FD_SET数据备份
fd_set fd_select; //用于select
struct timeval timeout; //超时时间备份
struct timeval timeout_select; //用于select
struct sockaddr_in serv_addr; //服务器地址
struct sockaddr_in cli_addr; //客户端地址
socklen_t serv_len;
socklen_t cli_len;
//超时时间设置
timeout.tv_sec = 10;
timeout.tv_usec = 0;
//创建TCP套接字
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0)
{
perror("fail to socket");
exit(1);
}
// 配置本地地址
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4
serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); // 端口， 8080
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip
serv_len = sizeof(serv_addr);
// 绑定
err = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);
if(err < 0)
{
perror("fail to bind");
exit(1);
}
// 监听
err = listen(sockfd, LIST);
if(err < 0)
{
perror("fail to listen");
exit(1);
}
//初始化fd_all数组
memset(&fd_all, -1, sizeof(fd_all));
fd_all[0] = sockfd; //第一个为监听套接字
FD_ZERO(&fd_read); // 清空
FD_SET(sockfd, &fd_read); //将监听套接字加入fd_read
int maxfd;
maxfd = fd_all[0]; //监听的最大套接字
while(1){
// 每次都需要重新赋值，fd_select，timeout_select每次都会变
fd_select = fd_read;
timeout_select = timeout;
// 检测监听套接字是否可读，没有可读，此函数会阻塞
// 只要有客户连接，或断开连接，select()都会往下执行
err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, NULL);
//err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, (struct timeval *)&timeout_select);
if(err < 0)
{
perror("fail to select");
exit(1);
}
if(err == 0){
printf("timeout\n");
}
// 检测监听套接字是否可读
if( FD_ISSET(sockfd, &fd_select) ){//可读，证明有新客户端连接服务器
cli_len = sizeof(cli_addr);
// 取出已经完成的连接
connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len);
if(connfd < 0)
{
perror("fail to accept");
exit(1);
}
// 打印客户端的 ip 和端口
char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};
inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("----------------------------------------------\n");
printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));
// 将新连接套接字加入 fd_all 及 fd_read
for(i=0; i < MAX_FD; i++){
if(fd_all[i] != -1){
continue;
}else{
fd_all[i] = connfd;
printf("client fd_all[%d] join\n", i);
break;
}
}
FD_SET(connfd, &fd_read);
if(maxfd < connfd)
{
maxfd = connfd; //更新maxfd
}
}
//从1开始查看连接套接字是否可读，因为上面已经处理过0（sockfd）
for(i=1; i < maxfd; i++){
if(FD_ISSET(fd_all[i], &fd_select)){
printf("fd_all[%d] is ok\n", i);
char buf[1024]={0}; //读写缓冲区
int num = read(fd_all[i], buf, 1024);
if(num > 0){
//收到 客户端数据并打印
printf("receive buf from client fd_all[%d] is: %s\n", i, buf);
//回复客户端
num = write(fd_all[i], buf, num);
if(num < 0){
perror("fail to write ");
exit(1);
}else{
//printf("send reply\n");
}
}else if(0 == num){ // 客户端断开时
//客户端退出，关闭套接字，并从监听集合清除
printf("client:fd_all[%d] exit\n", i);
FD_CLR(fd_all[i], &fd_read);
close(fd_all[i]);
fd_all[i] = -1;
continue;
}
}else {
//printf("no data\n");
}
}
}
return 0;
}