Linux网络编程：使用select函数实现socket 收发数据

所谓的回射是指：客户端A向服务端B发送数据，服务端B接收到数据之后，再将接收到的数据发送回客户端B。所谓的迭代服务器，是指服务器端只用一个进程处理或线程处理所有客户端的请求。与之对应的是并发服务器，并发服务器是指对于每一一个客户端的请求，服务端都分配一个进程或是线程独立来处理客户端的处理。下面介绍使用select函数实现TCP回射迭代服务。直接上代码：

服务端程序：

/*=============================================================================
# FileName: tcpservselect.c
# Desc: receive client data and then send they back.
# Author: Licaibiao
# LastChange: 2017-02-12
=============================================================================*/
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
#define MAXLINE   1024
#define LISTENLEN 10
#define SERV_PORT 6666

int main(int argc, char **argv)
{
   int                   i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
   int                   nready, client[FD_SETSIZE];
   ssize_t               n;
   fd_set               rset, allset;
   char               buf[MAXLINE];
   socklen_t           clilen;
   struct sockaddr_in   cliaddr, servaddr;

   listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

   bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
   servaddr.sin_family = AF_INET;
   servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
   servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

   bind(listenfd, (struct sockaddr*) &servaddr, sizeof(servaddr));

   listen(listenfd, LISTENLEN);

   maxfd = listenfd;           /* initialize */
   maxi = -1;                   /* index into client[] array */
   for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
       client[i] = -1;           /* -1 indicates available entry */
   FD_ZERO(&allset);
   FD_SET(listenfd, &allset);

   for ( ; ; )
   {
       rset = allset;       /* structure assignment */
       nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);

       if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) /* new client connection */
       {
           clilen = sizeof(cliaddr);
           connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*) &cliaddr, &clilen);
#ifdef   NOTDEF
           printf("new client: %s, port %d\n",
                   inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, 4, NULL),
                   ntohs(cliaddr.sin_port));
#endif

           for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
               if (client[i] < 0) {
                   client[i] = connfd;   /* save descriptor */
                   break;
               }
           if (i == FD_SETSIZE)
           {
               printf("too many clients");
               exit(0);
           }

           FD_SET(connfd, &allset);   /* add new descriptor to set */
           if (connfd > maxfd)
               maxfd = connfd;           /* for select */
           if (i > maxi)
               maxi = i;               /* max index in client[] array */

           if (--nready <= 0)
               continue;               /* no more readable descriptors */
       }

       for (i = 0; i <= maxi; i++)    /* check all clients for data */
       {
           if ( (sockfd = client[i]) < 0)
               continue;
           if (FD_ISSET(sockfd, &rset))
           {
               if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == 0)/* connection closed by client */
               {
                   close(sockfd);
                   FD_CLR(sockfd, &allset);
                   client[i] = -1;
               } else
                   write(sockfd, buf, n);

               if (--nready <= 0)
                   break;               /* no more readable descriptors */
           }
       }
   }
}

在服务端的程序中，我们使用select 来处理任意个客户的单进程程序，而不是派生一个子程序。
客户端程序：

/*=============================================================================
# FileName: tcpcliselect.c
# Desc: send data to server and receive data from server
# Author: Licaibiao
# LastChange: 2017-02-12
=============================================================================*/
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
#define MAXLINE   1024
#define LISTENLEN 10
#define SERV_PORT 6666

int max(int a, int b)
{
   return a>b ? a : b;
}

void str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
   int           maxfdp1, stdineof;
   fd_set       rset;
   char       buf[MAXLINE];
   int       n;

   stdineof = 0;
   FD_ZERO(&rset);
   for ( ; ; )
   {
       if (stdineof == 0)
           FD_SET(fileno(fp), &rset);
       FD_SET(sockfd, &rset);
       maxfdp1 = max(fileno(fp), sockfd) + 1;
       select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL);

       if (FD_ISSET(sockfd, &rset))
       {
           if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == 0) /* socket is readable */
           {
               if (stdineof == 1)
                   return;       /* normal termination */
               else
                   printf("str_cli: server terminated prematurely");
           }
           write(fileno(stdout), buf, n);
       }

       if (FD_ISSET(fileno(fp), &rset)) /* input is readable */
       {
           if ( (n = read(fileno(fp), buf, MAXLINE)) == 0)
           {
               stdineof = 1;
               shutdown(sockfd, SHUT_WR);   /* send FIN */
               FD_CLR(fileno(fp), &rset);
               continue;
           }

           write(sockfd, buf, n);
       }
   }
}

int main(int argc, char **argv)
{
   int   sockfd;
   struct sockaddr_in   servaddr;

   if (argc != 2)
   {
       printf("usage: tcpcli <IPaddress>");
       exit(0);
   }
   sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

   bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
   servaddr.sin_family = AF_INET;
   servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
   inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

   connect(sockfd, (struct sockaddr*) &servaddr, sizeof(servaddr));

   str_cli(stdin, sockfd);       /* do it all */

   exit(0);
}

    在第60行我们使用了shutdown函数。我们知道，TCP是全双工工作，在我们做批量输入批量输出的时候，我们客户端已经把数据发送完毕，这个时候并不能直接关闭描述符，因为可能还有数据在从服务端发送回来的路上。close函数是直接终止读和写两个方向的数据传送。但是使用shutdown可以单方向关闭数据传输。
    在客户端，我们使用Ctrl + d 来结束客户端程序。Ctrl + d 会发送一个exit 。在TCP传输中，如果对端TCP发送一个FIN（finish 对端进程终止），那么该套接字变为可读，并且read返回0（EOF）