常见Linux并发服务器模型 -- select多路I/O转接服务器
- 介绍
多路IO转接服务器-多任务IO服务器, 主旨思想不再像多线程/进程那样由应用程序自己去监视客户端的连接及发送信息, 而是有系统内核来监视.主要有三种: select poll epoll. 本文主要讲解select
select监听的文件描述符个数受限于FD_SETSIZE, 一般为1024, 单纯改变进程打开的文件描述符个数不能改变select监听文件个数, 主要解决1024个以下客户端.
使用时需要先准备一张文件描述符表, 然后调用select, 内核会检测文件描述符表中那个文件描述符发生I/O, 该函数就会返回, 不然函数处于阻塞状态. 返回时会告诉我们那些文件描述符发生I/O;
查看计算机硬件支持的最大文件上限
cat /proc/sys/fs/file-max
通过修改配置文件修改上限sudo vi /etc/security/limits.conf
* soft nofile 8000
* hard nofile 5000
其中的空格以tap键补上, 然后重启
屏幕快照 2016-12-13 上午10.15.09.png
通过命令修改 ulimit -n num
API:
int select(int nfds,
fd_set *restrict readfds,
fd_set *restrict writefds,
fd_set *restrict errorfds,
struct timeval *restrict timeout);
nfds: 监控的文件描述符集里最大文件描述符+1，此参数会告诉内核检测前多少个文件描述符的状态
readfds: 监控有读数据到达文件描述符集合，传入传出参数
writefds:监控写数据到达文件描述符集合，传入传出参数
exceptfds:监控异常发生达文件描述符集合,如带外数据到达异常，传入传出参数
timeout:定时阻塞监控时间，3种情况
1. NULL，阻塞, 但是在select检测到之后会结束阻塞
2. 设置timeval，等待固定时间
3. 设置timeval里时间均为0，检查描述字后立即返回，轮询
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
4.返回值, 返回有几个文件描述符变化了, 但是不知道是哪一个, 需要遍历查找
void FD_CLR(int fd, fd_set *set); //把文件描述符集合里fd清0
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); //测试文件描述符集合里fd是否置1
void FD_SET(int fd, fd_set *set); //把文件描述符集合里fd位置1
void FD_ZERO(fd_set *set); //把文件描述符集合里所有位清0
server代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define SERV_PORT 8888
int main(int argc, const char * argv[]) {
int lfd, cfd; //创建监听 通信文件描述符
struct sockaddr_in serv_addr, clien_addr;
// creat socket
lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// init server sockaddr
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET; //地址族, ipv4
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //监听本机所有IP
serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); //设置端口
socklen_t serv_len = sizeof(serv_addr);
int opt = 1;
// 设置端口复用
setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
//绑定端口
bind(lfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);
//设置同时监听的最大个数
listen(lfd, 64);
printf("start accept ... \n");
int maxfd = lfd;
/**
* 设置最大的文件描述符, 交给系统内核处理, 系统内核发现有客户端连接则会监听到变化
* 创建要监听的文件描述符表, 但是系统监听时会将没有变化的移除
* 此时创建一个临时的文件描述符表给系统
*/
fd_set reads, test;
// init fd_set
FD_ZERO(&reads);
FD_SET(lfd, &reads);
while (1) {
test = reads;
//将test表交给系统, 系统检测中会修改发生改变的文件描述符
int ret = select(maxfd+1, &test, NULL, NULL, NULL);
if (ret == -1) {
perror("select error");
exit(1);
}
//判断是否有新的客户端连接, 如果存在则证明select检测到了lfd发生改变-有客户端连进来
if (FD_ISSET(lfd, &test)) {
socklen_t clien_len = sizeof(clien_addr);
cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&clien_addr, &clien_len);
if(cfd == -1) {
perror("accept error");
exit(1);
}
char ipbuf[128];
printf("new client link IP: %s, port: %d\n", inet_ntop(AF_INET, &clien_addr.sin_addr.s_addr, ipbuf, sizeof(ipbuf)),
ntohs(clien_addr.sin_port));
// cfd放到检测读的集合中
FD_SET(cfd, &reads);
// 更新最大的文件描述符
maxfd = maxfd < cfd ? cfd : maxfd;
}
//检测客户端是否有数据到达, 因为系统没有提供变化的, 所以需要遍历
for(int i = lfd+1; i<=maxfd; ++i) {
// 判断文件描述符是否在读集合中
if(FD_ISSET(i, &test)) {
char buf[1024] = {0};
int len = (int)recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
if(len == -1) {
perror("recv error");
exit(1);
} else if(len == 0) { // == 0 客户端主动断开了连接
printf("客户端关闭了连接。。。\n");
// 从检测读的集合中删除该文件描述符
FD_CLR(i, &reads);
close(i);
} else {
printf("read buf = %s\n", buf);
for(int j=0; j<len; ++j) {
buf[j] = toupper(buf[j]);
}
printf("toupper buf == %s\n", buf);
// 发送数据给客户端
send(i, buf, strlen(buf)+1, 0);
}
}
}
}
return 0;
}
测试: 可以不再写客户端来测试, 直接终端输入
nc 127.0.0.1 8888
如果需要连接别的电脑上的服务器
nc 电脑IP 端口号
