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一、關于socket通信

服務器端工作流程：

調用 socket() 函數創建套接字用 bind() 函數將創建的套接字與服務端IP地址綁定
調用listen()函數監聽socket() 函數創建的套接字，等待客戶端連接當客戶端請求到來之后
調用 accept()函數接受連接請求，返回一個對應于此連接的新的套接字，做好通信準備
調用 write()/read() 函數和 send()/recv()函數進行數據的讀寫，通過 accept() 返回的套接字和客戶端進行通信關閉socket（close）

客戶端工作流程：

調用 socket() 函數創建套接字
調用 connect() 函數連接服務端
調用write()/read() 函數或者 send()/recv() 函數進行數據的讀寫
關閉socket(close)

二、用select實現服務器端編程：

select函數樓主在之前文章中（select函數用法）已經提及，不在多做綴述。下面貼上服務器端代碼servce.c

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#include <stdio.h>

#include <netinet/in.h>?? //for souockaddr_in

#include <sys/types.h>?????

#include <sys/socket.h>

#include <errno.h>

#include <stdlib.h>

#include <arpa/inet.h>

//for select

#include <sys/time.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/select.h>

#include <strings.h>?? //for bzero

#include <string.h>

#define BUFF_SIZE 1024

#define backlog 7

#define ser_port 11277

#define CLI_NUM 3

int?client_fds[CLI_NUM];

int?main(int?agrc,char?**argv)

{

????int?ser_souck_fd;

????int?i;??

????char?input_message[BUFF_SIZE];

????char?resv_message[BUFF_SIZE];

????struct?sockaddr_in ser_addr;

????ser_addr.sin_family= AF_INET;????//IPV4

????ser_addr.sin_port = htons(ser_port);

????ser_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;??//指定的是所有地址

????//creat socket

????if( (ser_souck_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0 )

????{

????????perror("creat failure");

????????return?-1;

????}

????//bind soucket

????if(bind(ser_souck_fd, (const?struct?sockaddr *)&ser_addr,sizeof(ser_addr)) < 0)

????{

????????perror("bind failure");

????????return?-1;

????}

????//listen

????if(listen(ser_souck_fd, backlog) < 0)

????{

????????perror("listen failure");

????????return?-1;

????}

????//fd_set

????fd_set ser_fdset;

????int?max_fd=1;

????struct?timeval mytime;

????printf("wait for client connnect!\n");

????while(1)

????{

????????mytime.tv_sec=27;

????????mytime.tv_usec=0;

????????FD_ZERO(&ser_fdset);

????????//add standard input

????????FD_SET(0,&ser_fdset);

????????if(max_fd < 0)

????????{

????????????max_fd=0;

????????}

????????//add serverce

????????FD_SET(ser_souck_fd,&ser_fdset);

????????if(max_fd < ser_souck_fd)

????????{

????????????max_fd = ser_souck_fd;

????????}

????????//add client

????????for(i=0;i<CLI_NUM;i++)??//用數組定義多個客戶端fd

????????{

????????????if(client_fds[i]!=0)

????????????{

????????????????FD_SET(client_fds[i],&ser_fdset);

????????????????if(max_fd < client_fds[i])

????????????????{

????????????????????max_fd = client_fds[i];

????????????????}

????????????}

????????}

????????//select多路復用

????????int?ret = select(max_fd + 1, &ser_fdset, NULL, NULL, &mytime);

????????if(ret < 0)???

????????{???

????????????perror("select failure\n");???

????????????continue;???

????????}???

????????else?if(ret == 0)

????????{

????????????printf("time out!");

????????????continue;

????????}

????????else

????????{

????????????if(FD_ISSET(0,&ser_fdset))?//標準輸入是否存在于ser_fdset集合中（也就是說，檢測到輸入時，做如下事情）

????????????{

????????????????printf("send message to");

????????????????bzero(input_message,BUFF_SIZE);

????????????????fgets(input_message,BUFF_SIZE,stdin);

????????????????for(i=0;i<CLI_NUM;i++)

????????????????{

????????????????????if(client_fds[i] != 0)

????????????????????{

????????????????????????printf("client_fds[%d]=%d\n", i, client_fds[i]);

????????????????????????send(client_fds[i], input_message, BUFF_SIZE, 0);

????????????????????}

????????????????}

????????????}

????????????if(FD_ISSET(ser_souck_fd, &ser_fdset))

????????????{

????????????????struct?sockaddr_in client_address;

????????????????socklen_t address_len;

????????????????int?client_sock_fd = accept(ser_souck_fd,(struct?sockaddr *)&client_address, &address_len);

????????????????if(client_sock_fd > 0)

????????????????{

????????????????????int?flags=-1;

????????????????????//一個客戶端到來分配一個fd，CLI_NUM=3，則最多只能有三個客戶端，超過4以后跳出for循環，flags重新被賦值為-1

????????????????????for(i=0;i<CLI_NUM;i++)

????????????????????{

????????????????????????if(client_fds[i] == 0)

????????????????????????{

????????????????????????????flags=i;

????????????????????????????client_fds[i] = client_sock_fd;

????????????????????????????break;

????????????????????????}

????????????????????}

????????????????????if?(flags >= 0)

????????????????????{

????????????????????????printf("new user client[%d] add sucessfully!\n",flags);

????????????????????}

????????????????????else?//flags=-1

????????????????????{??

????????????????????????char?full_message[]="the client is full!can't join!\n";

????????????????????????bzero(input_message,BUFF_SIZE);

????????????????????????strncpy(input_message, full_message,100);

????????????????????????send(client_sock_fd, input_message, BUFF_SIZE, 0);

????????????????????}

????????????????}???

????????????}

????????}

????????//deal with the message

????????for(i=0; i<CLI_NUM; i++)

????????{

????????????if(client_fds[i] != 0)

????????????{

????????????????if(FD_ISSET(client_fds[i],&ser_fdset))

????????????????{

????????????????????bzero(resv_message,BUFF_SIZE);

????????????????????int?byte_num=read(client_fds[i],resv_message,BUFF_SIZE);

????????????????????if(byte_num > 0)

????????????????????{

????????????????????????printf("message form client[%d]:%s\n", i, resv_message);

????????????????????}

????????????????????else?if(byte_num < 0)

????????????????????{

????????????????????????printf("rescessed error!");

????????????????????}

????????????????????//某個客戶端退出

????????????????????else??//cancel fdset and set fd=0

????????????????????{

????????????????????????printf("clien[%d] exit!\n",i);

????????????????????????FD_CLR(client_fds[i], &ser_fdset);

????????????????????????client_fds[i] = 0;

???????????????????????// printf("clien[%d] exit!\n",i);

????????????????????????continue;??//這里如果用break的話一個客戶端退出會造成服務器也退出。?

????????????????????}

????????????????}

????????????}

????????}???

????}

????return?0;

}

select實現多路復用，多路復用，顧名思義，就是說各做各的事，標準輸入事件到來，有相關函數處理。服務器處理服務器的事件，客戶端到來時有相關函數對其進行處理，通過select遍歷各fd的讀寫情況，就不用擔心阻塞了。

三、用epoll實現客戶端編程：

1、客戶端程序（epoll_client.c）：

#include<stdio.h>???

#include<stdlib.h>???

#include<netinet/in.h>???

#include<sys/socket.h>???

#include<arpa/inet.h>???

#include<string.h>???

#include<unistd.h>???

#include <sys/epoll.h>

#include <errno.h>

#include <fcntl.h>

#define BUFFER_SIZE 1024???

int?main(int?argc,?const?char?* argv[])???

{??

????int?i,n;

????int?connfd,sockfd;

????struct?epoll_event ev,events[20];?//ev用于注冊事件,數組用于回傳要處理的事件

????int?epfd=epoll_create(256);//創建一個epoll的句柄，其中256為你epoll所支持的最大句柄數

????struct?sockaddr_in client_addr;

????struct?sockaddr_in server_addr;???

????server_addr.sin_family = AF_INET;???

????server_addr.sin_port = htons(11277);???

????server_addr.sin_addr.s_addr =INADDR_ANY;???

????bzero(&(server_addr.sin_zero), 8);???

????int?server_sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);?

????ev.data.fd=server_sock_fd;//設置與要處理的事件相關的文件描述符

????ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;//設置要處理的事件類型

????epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,server_sock_fd,&ev);//注冊epoll事件

????if(server_sock_fd == -1)???

????{???

????????perror("socket error");???

????????return?1;???

????}???

????char?recv_msg[BUFFER_SIZE];???

????char?input_msg[BUFFER_SIZE];???

????if(connect(server_sock_fd, (struct?sockaddr *)&server_addr,?sizeof(struct?sockaddr_in)) == 0)???

????{???

????????for(;;)

????????{

????????????int?nfds=epoll_wait(epfd,events,20,500);//等待epoll事件的發生

????????????for(i=0;i<nfds;++i)

????????????{???

????????????????if(events[i].events&EPOLLOUT)?//有數據發送，寫socket

????????????????{

????????????????????bzero(input_msg, BUFFER_SIZE);???

????????????????????fgets(input_msg, BUFFER_SIZE, stdin);???

????????????????????sockfd = events[i].data.fd;

????????????????????write(sockfd, recv_msg, n);

????????????????????ev.data.fd=sockfd;

????????????????????ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;

????????????????????epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,sockfd,&ev);

????????????????}??

????????????????else?if(events[i].events&EPOLLIN)//有數據到來，讀socket

????????????????{

????????????????????bzero(recv_msg, BUFFER_SIZE);

????????????????????if((n = read(server_sock_fd, recv_msg, BUFFER_SIZE)) <0 )

????????????????????{

????????????????????????printf("read error!");

????????????????????}

????????????????????ev.data.fd=server_sock_fd;

????????????????????ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;

????????????????????printf("%s\n",recv_msg);

????????????????}

????????????}???????

????????}

????}???

????return?0;???

}??

2、關于epoll函數：

相比于select，epoll最大的好處在于它不會隨著監聽fd數目的增長而降低效率。因為在內核中的select實現中，它是采用輪詢來處理的，輪詢的fd數目越多，自然耗時越多。并且，在linux/posix_types.h頭文件有這樣的聲明：?
#define __FD_SETSIZE 1024?
表示select最多同時監聽1024個fd

一共三個函數：

1 2	`1、?int`?`epoll_create (int`?`size);` `創建一個epoll的句柄`

size用來告訴內核這個監聽的數目一共有多大。這個參數不同于select()中的第一個參數，給出最大監聽的fd+1的值。需要注意的是，當創建好epoll句柄后，它就是會占用一個fd值，在linux下如果查看/proc/進程id/fd/，是能夠看到這個fd的，所以在使用完epoll后，必須調用close()關閉，否則可能導致fd被耗盡。

1	`2、?int`?`epoll_ctl (int`?`epfd ,?int`?`op,?int`?`fd,?struct`?`epoll_event *event);`

epoll的事件注冊函數，它不同與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什么類型的事件，而是在這里先注冊要監聽的事件類型。第一個參數是epoll_create()的返回值，第二個參數表示動作，用三個宏來表示：

EPOLL_CTL_ADD：注冊新的fd到epfd中；

EPOLL_CTL_MOD：修改已經注冊的fd的監聽事件；

EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd；

第三個參數是需要監聽的fd

第四個參數是告訴內核需要監聽什么事，struct epoll_event結構如下：

struct?epoll_event

?{

????__uint32_t events;????/* Epoll events */

????epoll_data_t data;?????/* User data variable */

};

typedef?union?epoll_data

?{

????void?*ptr;

????int?fd;

????__uint32_t u32;

????__uint64_t u64;

} epoll_data_t;

events可以是以下幾個宏的集合：

EPOLLIN ：表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這里應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET：將EPOLL設為邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對于水平觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件，當監聽完這次事件之后，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列里

1	`3、?int`?`epoll_wait(int`?`epfd,?struct`?`epoll_event * events,?int`?`maxevents,?int`?`timeout);`

等待事件的產生，類似于select()調用。

參數events用來從內核得到事件的集合，

maxevents告之內核這個events有多大，這個 maxevents的值不能大于創建epoll_create()時的size，

參數timeout是超時時間（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有說法說是永久阻塞）。該函數返回需要處理的事件數目，如返回0表示已超時。

使用步驟：

<1>首先通過create_epoll(int maxfds)來創建一個epoll的句柄，其中maxfds為你epoll所支持的最大句柄數。這個函數會返回一個新的epoll句柄，之后的所有操作將通過這個句柄來進行操作。在用完之后，記得用close()來關閉這個創建出來的epoll句柄。

<2>然后每一幀的調用epoll_wait (int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout) 來查詢所有的網絡接口。

<3>kdpfd為用epoll_create創建之后的句柄，events是一個epoll_event*的指針，當epoll_wait這個函數操作成功之后，epoll_events里面將儲存所有的讀寫事件。max_events是當前需要監聽的所有socket句柄數。最后一個timeout是 epoll_wait的超時，為0的時候表示馬上返回，為-1的時候表示一直等下去，直到有事件范圍，為任意正整數的時候表示等這么長的時間，如果一直沒有事件，則返回。一般如果網絡主循環是單獨的線程的話，可以用-1來等，這樣可以保證一些效率，如果是和主邏輯在同一個線程的話，則可以用0來保證主循環的效率。 epoll_wait返回之后應該是一個循環，遍歷所有的事件。

基本上都是如下的框架：