使用select編寫伺服器

io多路複用是通過一種機制，可以監視多個描述符，一旦某個描述符就緒（一般都是讀就緒或者寫就緒），就能通知應用程式進行相應的讀寫操作。select函數作為io多路複用的機制，第一個參數nfds是fd_set集合中最大描述符值+1，fdset是一個位數組，每一位代表其對應的描述符是否需要被檢查。第二三四參數表示需要關注讀、寫、錯誤時間的檔案描述符位數組，這些參數既是輸入型參數也是輸出型參數，可能會被核心修改用于辨別哪些描述符上發生了關注的事件，是以每次調用select前都需要重新初始化fdset。timeout參數為逾時時間，該結構會被核心修改，其值為逾時剩餘時間。

select函數傳回值有三種，傳回-1時表示select失敗；傳回0表示逾時；其他傳回值表示select成功。

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

int rfds[128];

void usage(const char* proc)
{
	assert(proc);
	printf("usage:%s: [ip] [port]\n",proc);
}

int start_up(const char* ip,int port)
{
	assert(ip);
	assert(port > 0);

	int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sock < 0)
	{
		perror("socket");
		exit(2);
	}

	struct sockaddr_in local;
	local.sin_family = AF_INET;
	local.sin_port = htons(port);
	local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
	
	if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0)
	{
		perror("bind");
		exit(3);
	}

	if(listen(sock,5) < 0)
	{
		perror("listen");
		exit(4);
	}
	return sock;
}

int main(int argc,char* argv[])
{
	if(argc != 3)
	{
		usage(argv[0]);
		return 1;
	}

	int listen_sock = start_up(argv[1],atoi(argv[2]));

	int i = 0;
	for(;i < 128; i++)
	{
		rfds[i] = -1;
	}

	fd_set rset;
	int max_fd = 0;

	while(1)
	{
		struct timeval timeout = {0,0};
		FD_ZERO(&rset);

		rfds[0] = listen_sock;
		max_fd = listen_sock;

		for(i = 0;i < 128; i++)
		{
			if(rfds[i] >= 0)
			{
				FD_SET(rfds[i],&rset);

				if(max_fd < rfds[i])
					max_fd = rfds[i];
			}
		}

		switch(select(max_fd + 1,&rset,NULL,NULL,NULL))
		{
			case -1:
				perror("select");
				break;
			case 0:
				printf("timeout");
				break;
			default:
				{
					int j = 0;
					for(;j < 128;j++)
					{
						if(rfds[j] < 0)
							continue;

						if(j == 0&&FD_ISSET(rfds[j],&rset))
						{
							struct sockaddr_in client;
							socklen_t len = sizeof(client);
							int new_fd = accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&client,&len);
							if(new_fd < 0)
							{
								perror("accept");
							}
							else
							{
								printf("get a client:socket :%s:%d\n",inet_ntoa(client.sin_addr),ntohs(client.sin_port));
								int k = 0;
								for(;k < 128;k++)
								{
									if(rfds[k] == -1)
									{
										rfds[k] = new_fd;
										break;
									}
								}
								if( k == 128)
								{
									close(new_fd);
								}
							}
						}
						else if(FD_ISSET(rfds[j],&rset))
						{
							char buf[1024];
							ssize_t s = read(rfds[j],buf,sizeof(buf)-1);

							if(s > 0)
							{
								buf[s] = 0;
								printf("client#%s\n",buf);
							}
							else if(s == 0)
							{
								printf("client close...\n");
								close(rfds[j]);
								rfds[j] = -1;
							}
							else
							{
								perror("read");
							}
						}
					}
				}
				break;
		}
	}
}
           

使用telnet為一個用戶端通路：

當把伺服器終止後，再次打開伺服器會出現這種情況：

這是因為，雖然server的應用程式終止了，但tcp協定層的連接配接沒有完全斷開，是以不能再次監聽同樣的server端口。

client終止時自動關閉socket描述符,server的TCP連接配接收到client發的FIN段後處于TIME_WAIT狀态。TCP協定規定,主動關閉連接配接的一方要處于TIME_WAIT狀态,等待兩個MSL(maximum segment lifetime)的時間後才能回到CLOSED狀态,因為我們先Ctrl-C終止了server,是以server是主動關閉連接配接的一方,在TIME_WAIT期間仍然不能再次監聽同樣的server端口。MSL在RFC1122中規定為兩分鐘,但是各作業系統的實作不同,在Linux上一般經過半分鐘後 就可以再次啟動server了。