使用select函数搭建TCP客户端和服务器

select的TCP服务器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>

#define ERR_MSG(msg) do{\
    fprintf(stderr, "line:__%d__ ", __LINE__);\
    perror(msg);\
}while(0)

#define PORT 3333            //1024~49151
#define IP "192.168.10.57"     //ifconfig查看

int updateMaxfd(int maxfd, fd_set readfds);

int main(int argc, const char *argv[])
{
    //创建流式套接字 --》TCP
    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sfd < 0)
    {
        ERR_MSG("socket");
        return -1;
    }
    printf("sfd = %d\n", sfd); 

    //允许端口快速被复用
    int reuse = 1;
    if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) < 0)
    {
        ERR_MSG("setsockopt");
        return -1;
    }
    printf("setsockopt success\n");


    //填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体在man 7 ip 
    //AF_INET   -->  man 7 ip
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family         = AF_INET;             //必须填AF_INET;
    sin.sin_port         = htons(PORT);         //1024~49151，网络字节序
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);     //本机IP,ifconfig查看

    //功能：将IP地址和端口号绑定到指定套接字中;
    if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0)
    {
        ERR_MSG("bind");
        return -1;
    }
    printf("bind success __%d__\n", __LINE__);


    //功能：将套接字设置为被动监听状态，只负责监听是否有客户端连接成功;
    if(listen(sfd, 10) < 0)
    {
        ERR_MSG("listen");
        return -1;
    }
    printf("listen success\n");

    //设置一个读集合
    //由于fd_set本质上是一个结构体，结构体中有个一个数组，用于存储文件描述符
    //所以不能让该数组为随机值，需要清空
 fd_set readfds, tempfds;        
    FD_ZERO(&readfds);         //清空集合
    FD_ZERO(&tempfds);         //清空集合

    //将需要监测的文件描述符添加到集合中
    FD_SET(0, &readfds);
    FD_SET(sfd, &readfds);

    int maxfd = sfd;

    struct sockaddr_in saveCin[1024-4];     //0,1,2,sfd不会有对应的客户端，所以-4
    struct sockaddr_in cin;                 //存储客户端的地址信息
    socklen_t addrlen = sizeof(cin);
    int newfd = 0;

    int s_res = 0;
    char buf[128] = "";
    ssize_t res = 0;
    while(1)
    {
        tempfds = readfds;
        //调用select，让内核去监测文件描述符集合
        s_res = select(maxfd+1, &tempfds, NULL, NULL, NULL);
        if(s_res < 0)
        {
            ERR_MSG("select");
            return -1;
        }
        else if(0 == s_res)
        {
            printf("time out ....\n");
            break;
        }

        //能运行到当前位置，则代表集合中有文件描述符准备就绪
        //判断哪个文件描述符准备就绪，走对应的函数 
        //select函数解除阻塞后，集合中会只剩下产生事件的文件描述符
        //例如：0产生事件，则只剩下0
        //         sfd产生事件，则只剩下sfd
        //         0、sfd产生事件，则剩下 0， sfd 
        //判断集合中剩下哪个文件描述符，走对应函数即可。
        for(int i=0; i<=maxfd; i++)
        {
            if(FD_ISSET(i, &tempfds) == 0)
            {
                continue;
            }

            //能运行到这个位置，则说明i代表的文件描述符在tempfds中。
            //即i代表的文件描述符触发事件
            if(0 == i)
            {
                //触发键盘输入事件 
                int sendfd;
                res = scanf("%d %s", &sendfd, buf);
                while(getchar()!=10);
                if(2 != res)
                {
                    fprintf(stderr, "请输入正确格式:fd string\n");
                    continue;
                }
                
                //判断文件描述符的合法性
                //判断sendfd是否在 sfd~1024范围内，判断sendfd是否有对应的客户端
                if(sendfd<=sfd || sendfd>=1024 || !FD_ISSET(sendfd, &readfds))
                {
                    fprintf(stderr, "sendfd=%d 文件描述符非法\n", sendfd);
                    continue;
                }    

                if(send(sendfd, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
                {
                    ERR_MSG("send");
                    continue;
                }
                printf("send success __%d__\n", __LINE__);
            }
            else if(sfd == i)
            {
                //触发客户端连接事件 accept
                printf("触发客户端连接事件\n");
                newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
                if(newfd < 0)
                {
                    ERR_MSG("accept");
                    return -1;
                }
                printf("[%s | %d] newfd = %d 连接成功\n", 
                        inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);
                
                saveCin[newfd-4] = cin;

                //将newfd添加到读集合中
                FD_SET(newfd, &readfds);

                //更新maxfd，判断newfd和maxfd谁大，则最终maxfd就等于谁
                maxfd = maxfd>newfd ? maxfd:newfd;
            }
            else
            {
                printf("触发客户端交互事件\n");
                //接收
                bzero(buf, sizeof(buf));
                res = recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
                if(res < 0)
                {
                    ERR_MSG("recv");
                    return -1;
                }
                else if(0 == res)
                {
                    printf("[%s | %d] newfd=%d 客户端断开连接\n", 
                         inet_ntoa(saveCin[i-4].sin_addr), ntohs(saveCin[i-4].sin_port), i);
                    //关闭文件描述符
                    close(i);

                    //从集合中剔除文件描述符
                    FD_CLR(i, &readfds);

                    //更新maxfd 
                    maxfd = updateMaxfd(maxfd, readfds);
                }
                else
                {
                    printf("[%s | %d] newfd=%d : %s\n", 
                    inet_ntoa(saveCin[i-4].sin_addr), ntohs(saveCin[i-4].sin_port), i, buf);
                }

                //谁发给我，拼接后发还给谁
                strcat(buf, "*_*");
                if(send(i, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
                {
                    ERR_MSG("send");
                    continue;
                }
                printf("send success __%d__\n", __LINE__);
            }
        }

    }


    close(sfd);

    return 0;
}


int updateMaxfd(int maxfd, fd_set readfds)
{
    for(int i=maxfd; i>0;i--)
    {
        if(FD_ISSET(i, &readfds))
            return i;
    }
    return -1;
}

select的TCP客户端

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<netinet/in.h>

//打印错误信息
#define ERR_MSG(msg) do{\
    fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__); \
    perror(msg);}while(0)

#define PORT 3333     //1024——49151
#define IP "192.168.10.57"   //本机IP

int updateMaxfd(int maxfd,fd_set readfds)
{
    int i = maxfd;
    for(;i>0;i--)
    {
        if(FD_ISSET(i,&readfds))
            return i;
    }
    return 0;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    //创建流式套接字
    int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sfd < 0)
    {
        ERR_MSG("socket");
        return -1;
    }

    //绑定客户端的地址信息结构体（非必须绑定)
    //填充要连接的服务器的地址信息结构体
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(PORT);
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP);

    //连接服务器
    if(connect(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin)) < 0)
    {
        ERR_MSG("connect");
        return -1;
    }
    printf("connect server success\n");

    //创建一个集合
    fd_set readfds,tempfds;

    //将集合清空
    FD_ZERO(&readfds);
    FD_ZERO(&tempfds);

    //将0号文件描述符添加到集合
    FD_SET(0,&readfds);

    //将sfd文件描述符添加到集合
    FD_SET(sfd,&readfds);

    //设置最大文件描述符
    int maxfd = sfd;
    int s_res = 0;

    char buf[128] = "";
    ssize_t res = 0;

    struct sockaddr_in cin;
    socklen_t addrlen = sizeof(cin);
    int i;
    while(1)
    {
        tempfds = readfds;
        //调用select,让内核去监测文件描述符集合
        res = select(maxfd+1,&tempfds,NULL,NULL,NULL);
        if(s_res < 0)
        {
            ERR_MSG("select");
            return -1;
        }

        //判断集合中剩下哪个文件描述符，走对应函数即可
        for(i=0;i<=maxfd;i++)
        {
            if(FD_ISSET(i,&tempfds) == 0)
            {
                continue;
            }

            if(0 == i)
            {
                bzero(buf,sizeof(buf));
                printf("请输入>>>");
                fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
                buf[strlen(buf)-1] = 0;

                if(send(sfd,buf,sizeof(buf),0) < 0)
                {
                    ERR_MSG("send");
                    return -1;
                }
                printf("send success\n");
            }
            if(sfd == i)
            {
                bzero(buf,sizeof(buf));

                res = recv(i,buf,sizeof(buf),0);

                if(res < 0)
                {
                    ERR_MSG("recv");
                    return -1;
                }
                else if(0 == res)
                {
                    printf("服务器断开连接\n");
                    close(i);
                    FD_CLR(i,&readfds);
                    maxfd = updateMaxfd(maxfd,readfds);
                    break;
                }
                else
                {

                    printf("%s\n",buf);
                }
            }

        }
    }
    close(sfd);
    return 0;
}

poll的TCP客户端

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>

#define ERR_MSG(msg) do{\
    fprintf(stderr, "line:__%d__ ", __LINE__);\
    perror(msg);\
}while(0)

#define SER_PORT 3333           //服务器的端口
#define SER_IP  "192.168.10.57"  //服务器绑定的IP


int main(int argc, const char *argv[])
{
    //创建流式套接字
    int cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(cfd < 0)
    {
        ERR_MSG("socket");
        return -1;
    }

    //绑定客户端自身的地址信息结构体--->非必须绑定,可以选择不绑
    //如果选择不绑定，则操作系统会默认绑定一个端口号给这个客户端


    //填充要连接的服务器的IP和端口 ，根据地址族指定
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family      = AF_INET;              //必须填AF_INET;
    sin.sin_port        = htons(SER_PORT);      //服务器绑定的端口号
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);    //服务器绑定的IP地址

    //连接服务器
    if(connect(cfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0)
    {
        ERR_MSG("connect");
        return -1;
    }
    printf("connect server success\n");

    //指定要监测的文件描述符集合
    struct pollfd fds[2] = {0};

    fds[0].fd = 0;              //要监测0号文件描述符
    fds[0].events = POLLIN;     //要监测0号的读事件

    fds[1].fd = cfd;            //要监测cfd
    fds[1].events = POLLIN;     //监测读事件


    char buf[128];
    ssize_t res = 0;
    int p_res = 0;                                                                                                        

    while(1)
    {
        p_res = poll(fds, 2, -1);
        if(p_res < 0)
        {
            ERR_MSG("poll");
            return -1;
        }
        else if(0 == p_res)
        {
            printf("time out ,,,,\n");
            break;
        }

        //能运行到当前位置，则代表集合中有文件描述符触发事件
        //需要判断集合中的文件描述符的revents中有没有POLLIN事件

        //实际产生的revents中可能有多个事件，POLLIN只是其中一个事件
        //所以需要通过按位与的方式，提取出POLLIN事件，判断有无POLLIN事件
        if(fds[0].revents & POLLIN)
        {
            //触发键盘输入事件
            bzero(buf, sizeof(buf));
            fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
            buf[strlen(buf)-1] = 0;

            if(send(cfd, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
            {
                ERR_MSG("send");
                return -1;
            }
            printf("send success\n");
        }

        if(fds[1].revents & POLLIN)
        {
            bzero(buf, sizeof(buf));
            res = recv(cfd, buf, sizeof(buf), 0);
            if(res < 0)
            {
                ERR_MSG("recv");
                return -1;
            }
            else if(0 == res)
            {
                printf("服务器端关闭\n");
                break;
            }

            printf(":%s\n", buf);
        }

    }


    //关闭文件描述符
    close(cfd);
    return 0;
}