TCP回射服务器修订版（ubuntu 18.04）

Posted 2021-02-16 川页科技

一、需求

　　把https://www.cnblogs.com/soldierback/p/10673345.html中的TCP回射服务器程序重写成使用select来处理任意个客户的单进程

　　程序，而不是为每个进程派生一个子进程

二、分析

　（1）服务器有单个监听描述符

　　　  

　（2）服务器只维护一个读描述符集；假设服务器是在前台启动的，那么描述符0、1、2将分别被设置为标准输入、标准输出和标准错误输出；可见监听

　　　  套接字的第一个可用描述符是3

　　　  

　（3）服务器维护一个名为clients的整型数组，它包含每个客户的已连接套接字描述符，该数组的所有元素都被初始化为-1

　　      

　（4）当第一个客户与服务器建立连接时，监听描述符变为可读，服务器于是调用accept

　　　 

　（5）假设由accept返回的描述符为4，则clients数组和读描述符集如下所示

　　      

　（6）当第二个客户与服务器建立连接时，假设由accept返回的描述符为5，则clients和都描述符集如下所示

　　　  

　（7）假设第一个客户终止它的连接；该客户的TCP发送一个FIN，使得服务器的描述符4变为可读；当服务器读这个已连接套接字时，read将

　　　  返回0，服务器于是关闭该套接字并相应地更新数据结构：把clients[0]的值置为-1，把描述符集中描述符4的位设置为0；注意：maxfd的

　　　  值没有改变

　　　  

三、源代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <strings.h>

#define LISTENQ 1024
#define MAXLINE 4096
#define SERV_PORT 9999
#define SA struct sockaddr

ssize_t writen(int, const void*, size_t);
char *sock_ntop(const struct sockaddr*, socklen_t);

int main(int argc, char *argv[]) {

    int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
    int nready, clients[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, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr));

    listen(listenfd, LISTENQ);

    maxfd = listenfd;     /* initialize */
    maxi = -1;            /* index into clients[] array */
    for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
        clients[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, (SA *) &cliaddr, &clilen);

            for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
                if (clients[i] < 0) {
                    clients[i] = connfd; /* save descriptor */
                    printf("new client %d: [%s]\\n", i, sock_ntop((SA *)&cliaddr, sizeof(cliaddr)));
                    break;
                }
            }
            if (i == FD_SETSIZE) {
                printf("too many clients\\n");
                goto ifAnyDescriptorReadable;
            }

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

        for (i = 0; i <= maxi; i++) {    /* check all clients for data */
            if ( (sockfd = clients[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);
                    clients[i] = -1;
                    printf("client [%d] quit\\n", i);
                } else {
                    writen(sockfd, buf, n);
                }

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

注：sock_ntop和writen两个函数在分类为《UNIX网络编程》的其他随笔中有
存在的问题：某个客户建立连接后不断发送数据，此时会导致服务器拒绝为其他客户服务
解决方法：让每个客户由单独的进程或线程提供服务