select 多路复用在 socket 编程中的应用

beyes

在网上看到一篇利用 select() 完成单进程多用户连接的文章，它很好的展示了 select() 多路复用在 socket 编程中应用的问题。

代码出处：http://blog.csdn.net/xluren/article/details/8045230

该代码实现了一个简单的服务器端，该服务器并没有像往常一样在客户端连接来时，就 fork() 出一个进程来满足客户端的要求，而是利用 select() 对客户端连接进行监听轮询，也就是说对服务器对多个客户端的处理请求都是自己一个人在完成的。

下面只是在代码中添加了一些中文注释：

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


#define MYPORT 6666    // 服务器端口


#define BACKLOG 5     // 监听队列


#define BUF_SIZE 1024
#define MAXCLIENT 5
int fd_access[BACKLOG];    /* 用来存放多个已建立连接的 socket 描述符, select 会监听它们 */
int conn_amount;    /* 当前连接数 */


/* 打印已连接客户端数 */
void showclient()
{
        int i;
        printf("client amount: %d\n", conn_amount);
        printf("\n");
}


int main(void)
{
        int sock_fd, new_fd;  /* 在 sock_fd 上监听, new_fd 对用于新的连接 */
        struct sockaddr_in server_addr;    /* 服务器地址结构 */
        struct sockaddr_in client_addr; /* 客户端地址结构 */
        socklen_t sin_size;
        char buf[BUF_SIZE];
        int ret;
        int i;


        /* 建立 socket */
        if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 
        {
                perror("socket");
                exit(1);
        } 
        server_addr.sin_family = AF_INET;        
        server_addr.sin_port = htons(MYPORT);     
        server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; 
        memset(server_addr.sin_zero, '\0', sizeof(server_addr.sin_zero));
        if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) 
        {
                perror("bind");
                exit(1);
        }
        if (listen(sock_fd, BACKLOG) == -1) 
        {
                perror("listen");
                exit(1);
        }
        printf("listen port %d\n", MYPORT);


        fd_set fdsr;     /* 监听的描述符集 */
        int maxsock;    /* 最大的监听数 */
        struct timeval tv;    /* 监听超时时间 */


        conn_amount = 0;
        sin_size = sizeof(client_addr);
        maxsock = MAXCLIENT;
        FD_ZERO(&fdsr);
        while (1) 
        {
                FD_SET(sock_fd, &fdsr);      /* 监听 sock_fd 读 */


                tv.tv_sec = 3;         /* 3 秒 超时*/
                tv.tv_usec = 0;


                for (i = 0; i < BACKLOG; i++) 
                {
                        printf("fd---%d\n",fd_access[i]);
                        if (fd_access[i] != 0)
                        {
                                FD_SET(fd_access[i], &fdsr);         /* 对于新建的连接,会将连接描述符放入 fd_access。在此 FD_SET 宏表示要监听这些描述符，对于服务器来说，对描述符方向是读操作 */
                        }
                }


                ret = select(maxsock + 1, &fdsr, NULL, NULL, &tv);   /* slect 监听*/
                if (ret < 0)   
                {
                        perror("select");
                        break;
                } 
                else if (ret == 0)    /* 返回 0 表示在指定超时时间内没有监听到客户端的操作请求，这里的超时时间为 2s*/
                {
                        printf("timeout\n");
                        continue;
                }
                printf("select----ret%d",ret);
                /* 遍历检查描述符集里的每一个描述符 */
                for (i = 0; i < MAXCLIENT; i++) 
                {
                        if (FD_ISSET(fd_access[i], &fdsr)) 
                        {
                                ret = recv(fd_access[i], buf, sizeof(buf), 0);      /*客户端有操作动作，服务器端读取客户端发来的内容 */
                                if (ret <= 0)    /* 返回 -1 时表示发生错误；返回 0 时表示客户端关闭连接 */
                                {
                                        printf("client[%d] close\n", i);
                                        close(fd_access[i]);      /* 关闭相应的描述符 */
                                        FD_CLR(fd_access[i], &fdsr);   /* 清楚描述符集中的相应位，表示不再对此监听 */
                                        fd_access[i] = 0;  /* 清理数组中的描述符 */
                                        conn_amount--;   /* 总的连接数减 1*/
                                } 
                                else 
                                {
                                        if (ret < BUF_SIZE)
                                                memset(&buf[ret], '\0', 1);                    
                                        printf("client[%d] send:%s\n", i, buf);    /* 打印出客户端发来的消息 */
                                }
                        }
                }
                /* 检查是否有新的连接进来 */
                if (FD_ISSET(sock_fd, &fdsr))   /* 如果服务器端的 sock_fd 可读，那么表示有新的连接进来 */
                {
                        new_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);  /* 接受该连接 */
                        if (new_fd <= 0) 
                        {
                                perror("accept");
                                continue;
                        }
                        /* 增加到监视数组 */
                        if (conn_amount < BACKLOG) 
                        {
                                for(i = 0;i < MAXCLIENT;i++)
                                {
                                        if(fd_access[i] == 0)
                                        {
                                                fd_access[i] = new_fd;
                                                break;
                                        }


                                }
                                conn_amount++;  /* 连接数加 1 */
                                printf("new connection client[%d] %s:%d\n", 
                                conn_amount,inet_ntoa(client_addr.sin_addr), 
                                ntohs(client_addr.sin_port));
                                if (new_fd > maxsock)
                                        maxsock = new_fd;
                        }
                        else 
                        {
                                printf("max connections arrive, exit\n");
                                send(new_fd, "bye", 4, 0);
                                continue;
                        }
                }
                showclient();
        }
        // close other connections
        for (i = 0; i < BACKLOG; i++) 
        {
                if (fd_access[i] != 0) 
                {
                        close(fd_access[i]);
                }
        }
        exit(0);
}