手把手写C++服务器(29)：手撕echo回射服务器代码
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了手把手写C++服务器(29)：手撕echo回射服务器代码相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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前言：上一讲《手把手写C++服务器(28)：手撕CGI通用网关接口服务器代码》讲解了如何利用复制文件描述符dup重定位标准输出，写一个简单的CGI通用网关服务器。今天我们主要利用splice来实现一个简单的echo回射服务器。
目录
预备知识3：两个文件描述符之间零拷贝移动数据：splice()
预备知识1：什么是echo回射服务器？
简单来说，就是客户端发送一段数据给服务器，服务器再将这段数据原封不动的发送给客户端。
预备知识2：socket请求和响应一般框架
这个在前面文章复习过很多遍了，可以自行查看~
前文《手把手写C++服务器(24)：socket响应一般框架、TCP修改缓冲区、内核监听listen最大长度》说过，大部分的代码都大同小异，如果有知识点不太熟欢迎跳转到24讲。
响应框架：
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
/* 创建监听socket文件描述符 */
int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* 创建监听socket的TCP/IP的IPV4 socket地址 */
struct sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* INADDR_ANY：将套接字绑定到所有可用的接口 */
address.sin_port = htons(port);
int flag = 1;
/* SO_REUSEADDR 允许端口被重复使用 */
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag));
/* 绑定socket和它的地址 */
ret = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
/* 创建监听队列以存放待处理的客户连接，在这些客户连接被accept()之前 */
ret = listen(listenfd, 5);请求框架：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
int main(){
//创建套接字
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//向服务器（特定的IP和端口）发起请求
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充
serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址
serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口
connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
//读取服务器传回的数据
char buffer[40];
read(sock, buffer, sizeof(buffer)-1);
printf("Message form server: %s\\n", buffer);
//关闭套接字
close(sock);
return 0;
}预备知识3：两个文件描述符之间零拷贝移动数据：splice()
splice用于在两个文件描述符之间移动数据， 也是零拷贝。
#include <fcntl.h>
ssize_t splice(int fd_in, loff_t *off_in, int fd_out, loff_t *off_out, size_t len, unsigned int flags);参数详解
fd_in：待输入描述符。如果它是一个管道文件描述符，则off_in必须设置为NULL；如果off_in不是一个管道文件描述符（比如socket），那么off_in表示从输入数据流的何处开始读取数据，此时若为NULL，则从输入数据流的当前偏移位置读入。
fd_out/off_out：与fd_in/off_in相同，不过用于输出数据流。
len：指定移动数据的长度。
flags：控制数据如何移动，它可以设置成下表中的某些值的按位或。常见flags含义如下：
函数返回
调用成功时返回移动的字节数量。它可能返回0，表示没有数据需要移动，这通常发生在从管道中读数据（fd_in是管道文件描述符）而该管道没有被写入任何数据时。
失败时返回-1，并设置errno。常见的errno如下表所示。
现在正式开始吧！
经过上面的分析，我们要做的事情非常明确了：
- 基于基本socket请求响应框架
- pipe创建一个零拷贝的管道
- 使用splice将客户端发送来的数据定向到管道的一端
- 从管道的另一端输出定向到客户端连接文件描述符中
源代码
server.cpp
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
int main(int argc, char* argv[]){
if (argc <= 1) {
printf("error! please input port!\\n");
return 1;
}
//创建套接字
int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
assert(serv_sock);
int port = atoi(argv[1]);
//将套接字和IP、端口绑定
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充
serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址
serv_addr.sin_port = htons(port); //端口
bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
//进入监听状态，等待用户发起请求
listen(serv_sock, 5);
//接收客户端请求
struct sockaddr_in clnt_addr;
socklen_t clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
int connfd = 0;
for ( ; ; ) {
if ((connfd = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size)) < 0) {
printf("accept error: %s\\n",strerror(errno));
return 1;
}
// 创建管道
int pipefd[2];
if (pipe(pipefd) < 0) {
printf("pipe error: %s\\n",strerror(errno));
return 1;
}
if (splice(connfd, NULL, pipefd[1], NULL, 32768, SPLICE_F_MORE | SPLICE_F_MOVE) < 0) {
printf("accept error: %s\\n",strerror(errno));
return 1;
}
if (splice(pipefd[0], NULL, connfd, NULL, 32768, SPLICE_F_MORE | SPLICE_F_MOVE) < 0) {
printf("splice error: %s\\n",strerror(errno));
return 1;
}
close(connfd);
}
close(serv_sock);
/*
int clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
if (clnt_sock < 0) {
printf("error is %d\\n", errno);
} else {
//向客户端发送数据
char str[] = "bingo from sever";
write(clnt_sock, str, sizeof(str));
}
//关闭套接字
close(clnt_sock);
close(serv_sock);
*/
return 0;
}
client.cpp
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
int main(){
//创建套接字
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//向服务器（特定的IP和端口）发起请求
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr)); //每个字节都用0填充
serv_addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4地址
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //具体的IP地址
serv_addr.sin_port = htons(1234); //端口
int ret = connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (ret < 0) {
print(f"connect is error!");
return 1;
}
char buffer_send[] = "this is an echo demo!";
char buffer_rec[40] = {0};
for( ; ;) {
// 向服务器发送数据
write(sock, buffer_send, sizeof(buffer_send));
printf("Message send to server: %s\\n", buffer_send);
//读取服务器传回的数据
read(sock, buffer_rec, sizeof(buffer_rec));
printf("Message form server: %s\\n", buffer_rec);
}
//关闭套接字
close(sock);
return 0;
}
编译运行
编译就不说了，不会的看本系列的第六讲即可。
运行效果：
./client
Message send to server: this is an echo demo!
Message form server: this is an echo demo!
Message send to server: this is an echo demo!
Message form server: this is an echo demo!为什么会打印多行呢？这就和阻塞IO有关了，后面会详细介绍这种现象的原因！
参考
以上是关于手把手写C++服务器(29)：手撕echo回射服务器代码的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
手把手写C++服务器(28)：手撕CGI通用网关接口服务器代码
手把手写C++服务器(37)：手撕代码——高并发多线程技术基石之异步connect万字长文
手把手写C++服务器(31)：服务器性能提升关键——IO复用技术两万字长文