IO多路复用（重点！！！）
- 进程中如果同时需要处理多路输入输出流，在使用单进程单线程的情况下，同时处理多个输入输出请求。
- 在无法用多进程多线程，可以选择用IO多路复用；
- 由于不需要创建新的进程和线程，减少系统的资源开销，减少上下文切换的次数。
- 允许同时对多个IO进行操作，内核一旦发现进程执行一个或多个IO事件，会通知该进程。
1 搭建select的TCP客户端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <poll.h>
#include <head.h>#define PORT 6666 //1024-49151
#define IP "192.168.1.103" //ifconfig查看本机ip int main(int argc, const char *argv[])
{//创建流式套接字int cfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(cfd < 0){ERR_MSG("socket");return -1;} printf("cfd= %d\n",cfd);//绑定客户端的IP和端口--->非必须绑定//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定客户端所在的主机IP，以及随机端口号（49152~65535）//填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定//AF_INET: man 7 ip//要连接哪个服务器就填对应的IP和端口struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INETsin.sin_port = htons(PORT); //端口号：填服务器绑定的端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //IP地址：服务器绑定的IP地址//连接服务器if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("connect");return -1;}//为select做准备fd_set readfd;fd_set tmpfd;FD_ZERO(&readfd);FD_ZERO(&tmpfd);FD_SET(0,&readfd);FD_SET(cfd,&readfd);int se_res =-1;ssize_t res = 0;char buf[128]="";socklen_t addrlen = sizeof(sin);while(1){tmpfd = readfd;//使用select判断阻塞se_res = select(cfd+1,&tmpfd,NULL,NULL,NULL);if(0 == se_res){printf("time out...\n");break;}if(se_res < 0){ERR_MSG("select");return -1;}printf("select succuss\n");for(int i=0;i<=cfd;i++){//判断接触阻塞文件描述符符号if(FD_ISSET(i,&tmpfd)==0)continue;//判断是否为0号文件描述符if(0 == i){printf("i == 0\n");//从终端读取数据bzero(buf,sizeof(buf));fgets(buf,sizeof(buf),stdin);buf[strlen(buf)-1]=0;//把读取的数据发送到服务器中if(send(cfd,buf,strlen(buf),0) < 0){perror("send");return -1;}printf("send succuss\n");continue;}//判断是否为cfd文件描述符else if(cfd == i){printf("i == %d\n",i);//接收客户端数据bzero(buf,sizeof(buf));res = recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);if(res < 0){perror("recv");return -1;}//输出接收的信息在终端上printf("recv succuss\n");printf("[%s : %d : %d]%s\n",inet_ntoa(sin.sin_addr),\ntohs(sin.sin_port),cfd,buf);continue;}}}//关闭文件描述符close(cfd);return 0;
}1.1 测试结果
1）服务器
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ gcc 02_selectTcpSer.c -o ser
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./ser
sfd= 3
允许端口快速重用成功
bind success
listen success
__96__
触发客户端连接事件[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 客户端连接成功
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 : 123
send success
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 : 213
send success
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
1111
__96__
触发键盘输入事件
: 1111
__96__
触发客户端交互事件
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 客户端已下线
[192.168.1.103 : 45662]newfd=4 :
__188__send: Bad file descriptor
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$
2）客户端
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ gcc 04_selectTcpCli.c -o cli
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./cli
cfd= 3
123
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]123*_*
213
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]213*_*
^C
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ 
2 搭建poll客户端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <poll.h>
#include <head.h>#define PORT 6666 //1024-49151
#define IP "192.168.1.103" //ifconfig查看本机ip int main(int argc, const char *argv[])
{//创建流式套接字int cfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(cfd < 0){ERR_MSG("socket");return -1;} printf("cfd= %d\n",cfd);//绑定客户端的IP和端口--->非必须绑定//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定客户端所在的主机IP，以及随机端口号（49152~65535）//填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定//AF_INET: man 7 ip//要连接哪个服务器就填对应的IP和端口struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INETsin.sin_port = htons(PORT); //端口号：填服务器绑定的端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //IP地址：服务器绑定的IP地址//连接服务器if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("connect");return -1;}//定义集合struct pollfd fds[2];//将需要监测的文件描述符添加到集合中fds[0].fd = 0;fds[0].events = POLLIN;fds[1].fd = cfd;fds[1].events = POLLIN;char buf[128]="";ssize_t res = 0;int p_res = -1;while(1){p_res = poll(fds,2,-1);if(p_res < 0){ERR_MSG("poll");return -1;}else if(0 == p_res){printf("time out...");break;}//能运行到当前位置，则代表集合中有文件描述符准备就绪//判断是哪个文件描述符准备就绪，则对应处理函数即可//判断集合中的每个文件描述符的revents中是否有POLLIN//从revents中将代表POLLIN的那一位单独提取出来，判断是1还是0if((fds[0].revents & POLLIN) != 0){printf("触发键盘输入事件\n");bzero(buf,sizeof(buf));fgets(buf,sizeof(buf),stdin);buf[strlen(buf)-1] = 0;//发送数据if(send(cfd,buf,sizeof(buf),0) < 0){ERR_MSG("send");return -1;}printf("send succuss\n");}if(fds[1].revents & POLLIN){printf("触发服务器交互事件\n");//接收数据bzero(buf,sizeof(buf));res=recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);if(res < 0){ERR_MSG("res");return -1;}else if(0 == res){printf("[%s : %d]cfd=%d 服务器掉线\n",IP,PORT,cfd);break; }printf("[%s : %d]cfd=%d : %s\n",IP,PORT,cfd, buf);}}//关闭文件描述符close(cfd);return 0;
}2.1 测试结果
1）客户端cli
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$ ./a.out
cfd= 3
111
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]111*_*
2222
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]2222*_*
3333
select succuss
i == 0
send succuss
select succuss
i == 3
recv succuss
[192.168.1.103 : 6666 : 3]3333*_*
^C
ubuntu@ubuntu:06_IO模型$
2）服务器ser
3 tftp上传的代码完成
#include <stdio.h>
#include <head.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>#define PORT 69 //服务器绑定的端口号
#define IP "192.168.1.107" //服务器的IP地址int do_download(int cfd,struct sockaddr_in sin);
int do_upload(int cfd, struct sockaddr_in sin);int main(int argc, const char *argv[])
{//创建报式套接字int cfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(cfd < 0){ERR_MSG("socket");return -1;}printf("cfd = %d\n",cfd);//绑定客户端的地址信息结构体到套接字上--->非必须绑定//若不绑定，则操作系统会给客户端绑定运行主机的IP和随机的端口号//填充要连接的服务器地址信息结构体，真实的地址信息结构体根据地址族制定//要发给谁，就填谁的地址信息//AF_INET : man 7 ipstruct sockaddr_in sin;socklen_t addrlen=sizeof(sin);sin.sin_family = AF_INET; //必须填AF_INETsin.sin_port = htons(PORT); //端口号：服务器绑定的端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); //服务器绑定的IPchar choose =0;while(1){printf("------------------------\n");printf("---------1. 下载--------\n");printf("---------2. 上传--------\n");printf("---------3. 退出--------\n");printf("------------------------\n");printf("------------------------\n");printf("请输入>>> ");choose = getchar();while(getchar() != 10); //循环获取字符，直到遇到\n结束循环switch(choose){case '1':do_download(cfd,sin);break;case '2':do_upload(cfd,sin);break;case '3':goto END;break;default:printf("输入错误！请重新输入\n");}}
END://关闭文件描述符close(cfd);return 0;
}int do_download(int cfd, struct sockaddr_in sin)
{//组包准备发送下载请求char buf[516]="";char name[20]="";printf("请输入要下载的文件名>>> ");scanf("%s",name);while(getchar()!=10);unsigned short *p1=(short*)buf; //操作码*p1=htons(1);char *p2=buf+2; //文件名strcpy(p2,name);char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0 *p3=0;char *p4=p3+1; //模式 strcpy(p4,"octet");size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0//发送下载请求if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}//创建下载文件并清空int fd = -1; //必须初始化成一个无效的文件描述符socklen_t addrlen = sizeof(sin);ssize_t res = 0;unsigned short num = 0; //记录本地的块编号//发送下载请求while(1){//接收数据bzero(buf,sizeof(buf));res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);if(res < 0){ERR_MSG("recvfrom");return -1;}if(3 == buf[1]) //数据包{//判断服务器返回的数据包的块编号与本地记录的块编号是否一致if(*(unsigned short*)(buf+2) == htons((num+1))){num++; //更新本地记录的块编号if(-1 == fd){fd=open(name,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0664);if(fd < 0){perror("open");return -1;}}//将数据写到文件中if(write(fd,buf+4,res-4) < 0 ){perror("write");return -1;}//发送ACKbuf[1] = 4;//*p1=htons(4);if(sendto(cfd,buf,4,0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}//若接收到的数据小于512跳出循环，结束下载if(res-4 < 512){printf("%s 文件下载完毕\n",name);break;}}}else if(5 == buf[1]) //错误包{printf("错误: %d %s\n",ntohs(*(short*)(buf+2)),buf+4);close(fd);return -1;}}close(fd);return 0;
}int do_upload(int cfd, struct sockaddr_in sin)
{//组包准备发送上传请求char buf[516]="";char name[20]="";printf("请输入要上传的文件名>>> ");scanf("%s",name);while(getchar()!=10);int fd = open(name,O_RDONLY);if(fd < 0){if( errno == ENOENT){printf(">>>文件不存在，请重新输入<<<\n");return -2;}else{ERR_MSG("open");return -1;}}//组包准备发送上传请求unsigned short *p1=(short*)buf; //操作码*p1=htons(2);char *p2=buf+2; //文件名strcpy(p2,name);char *p3=p2+strlen(p2); //第一个0 *p3=0;char *p4=p3+1; //模式 strcpy(p4,"octet");size_t size=2+strlen(p2)+1+strlen(p4)+1; //操作码+文件名+0+模式+0//发送上传请求if(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}//循环接收发送数据包ssize_t res;unsigned short num = 0;socklen_t addrlen = sizeof(sin);while(1){//将数据从文件中读取到buf中bzero(buf,sizeof(buf));res = recvfrom(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,&addrlen);if(res < 0){ERR_MSG("recvfrom");return -1;}//操作码的范围是1-5，因为是网络字节序//所以有效操作码存储在高位，即buf[1]的位置//printf("buf[1] = %d\n",buf[1]); //4 服务器返回应答包if(4 == buf[1]) //数据包{//判断当前数据包的编号是否等于应答包的编号//防止数据包在传送过程丢包或重复收包if(num == ntohs(*(unsigned short*)(buf+2))){//修改操作码为数据包buf[1] = 3;//填充块编号num++;*(unsigned short*)(buf+2) = htons(num);//读取数据res = read(fd,buf+4,sizeof(buf)-4);if(res < 0){ERR_MSG("read");return -1;}else if(0 == res){printf("%s 文件上传完毕!\n",name);break;}//发送数据包//发送的数据包大小为，读取到的字节数res+操作码2byte+块编号2bytesif(sendto(cfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0){ERR_MSG("sendto");return -1;}}else{printf("文件上传失败，请检查网络环境\n");break;}}else if(5 == buf[1]) //错误包{printf("错误: %d %s\n",ntohs(*(short*)(buf+2)),buf+4);close(fd);return -1;}}close(fd);return 0;
}3.1 测试结果
1）下载
2）上传
