2016.7.4

今天晚上對(duì)項(xiàng)目頂層文件(daemon)進(jìn)行了分析，對(duì)其中的TCP連接進(jìn)行具體的代碼級(jí)分析。

1、需求分析

首先得知道我們這里為什么要用TCP連接，我們的整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)是由上位機(jī)作為客戶端，發(fā)送測(cè)試文件，測(cè)試命令給我們測(cè)試程序上，那么我們測(cè)試程序相當(dāng)于作為一個(gè)服務(wù)器端程序，一直阻塞等待數(shù)據(jù)的到來(lái)，如果弄清楚了這個(gè)就比較好理解后面的TCP端為什么用的服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)函數(shù)。

對(duì)于整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)下發(fā)的分為兩個(gè)部分：測(cè)試查詢命令和測(cè)試腳本參數(shù)文件

對(duì)于查詢命令數(shù)據(jù)量下，采用不可靠但簡(jiǎn)單的UDP服務(wù)

對(duì)于測(cè)試腳本參數(shù)文件，其中包含我們測(cè)試的各種參數(shù)，需要可靠的傳輸，采用TCP服務(wù)

2、TCP連接原理分析

TCP通信是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成服務(wù)器與客戶端的通信，支持可靠傳輸。TCP/IP協(xié)議存在于OS中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)通過(guò)OS提供，在OS中增加支持TCP/IP的系統(tǒng)調(diào)用——Berkeley套接字，如Socket，Connect，Send，Recv等

TCP/IP協(xié)議族包括運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層，而socket所在位置如圖，Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層。

形象的比喻就是：socket就是一個(gè)口袋，一個(gè)洞，用戶可以通過(guò)這個(gè)洞直接與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧打交道，完成網(wǎng)絡(luò)通信，基于它就是因?yàn)槌橄蠼涌诜庋b，簡(jiǎn)單。

簡(jiǎn)單介紹下socket的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

1、 socket套接字

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲學(xué)之一就是“一切皆文件”，都可以用“打開(kāi)open –> 讀寫(xiě)write/read –>關(guān)閉close”模式來(lái)操作。Socket就是該模式的一個(gè)實(shí)現(xiàn)，socket即是一種特殊的文件，一些socket函數(shù)就是對(duì)其進(jìn)行的操作(讀/寫(xiě)IO、打開(kāi)、關(guān)閉).

說(shuō)白了Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中，Socket其實(shí)就是一個(gè)門(mén)面模式，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。

注意：其實(shí)socket也沒(méi)有層的概念，它只是一個(gè)facade設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，讓編程變的更簡(jiǎn)單。是一個(gè)軟件抽象層。在網(wǎng)絡(luò)編程中，我們大量用的都是通過(guò)socket實(shí)現(xiàn)的。

2、套接字描述符

其實(shí)就是一個(gè)整數(shù)，我們最熟悉的句柄是0、1、2三個(gè)，0是標(biāo)準(zhǔn)輸入，1是標(biāo)準(zhǔn)輸出，2是標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。0、1、2是整數(shù)表示的，對(duì)應(yīng)的FILE *結(jié)構(gòu)的表示就是stdin、stdout、stderr

套接字API最初是作為UNIX操作系統(tǒng)的一部分而開(kāi)發(fā)的，所以套接字API與系統(tǒng)的其他I/O設(shè)備集成在一起。特別是，當(dāng)應(yīng)用程序要為因特網(wǎng)通信而創(chuàng)建一個(gè)套接字(socket)時(shí)，操作系統(tǒng)就返回一個(gè)小整數(shù)作為描述符(descriptor)來(lái)標(biāo)識(shí)這個(gè)套接字。然后，應(yīng)用程序以該描述符作為傳遞參數(shù)，通過(guò)調(diào)用函數(shù)來(lái)完成某種操作(例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)或接收輸入的數(shù)據(jù))。

在許多操作系統(tǒng)中，套接字描述符和其他I/O描述符是集成在一起的，所以應(yīng)用程序可以對(duì)文件進(jìn)行套接字I/O或I/O讀/寫(xiě)操作。

當(dāng)應(yīng)用程序要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)套接字時(shí)，操作系統(tǒng)就返回一個(gè)小整數(shù)作為描述符，應(yīng)用程序則使用這個(gè)描述符來(lái)引用該套接字需要I/O請(qǐng)求的應(yīng)用程序請(qǐng)求操作系統(tǒng)打開(kāi)一個(gè)文件。操作系統(tǒng)就創(chuàng)建一個(gè)文件描述符提供給應(yīng)用程序訪問(wèn)文件。從應(yīng)用程序的角度看，文件描述符是一個(gè)整數(shù)，應(yīng)用程序可以用它來(lái)讀寫(xiě)文件。下圖顯示，操作系統(tǒng)如何把文件描述符實(shí)現(xiàn)為一個(gè)指針數(shù)組，這些指針指向內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

對(duì)于每個(gè)程序系統(tǒng)都有一張單獨(dú)的表。精確地講，系統(tǒng)為每個(gè)運(yùn)行的進(jìn)程維護(hù)一張單獨(dú)的文件描述符表。當(dāng)進(jìn)程打開(kāi)一個(gè)文件時(shí)，系統(tǒng)把一個(gè)指向此文件內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針寫(xiě)入文件描述符表，并把該表的索引值返回給調(diào)用者 。應(yīng)用程序只需記住這個(gè)描述符，并在以后操作該文件時(shí)使用它。操作系統(tǒng)把該描述符作為索引訪問(wèn)進(jìn)程描述符表，通過(guò)指針找到保存該文件所有的信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

針對(duì)套接字的系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

1)、套接字API里有個(gè)函數(shù)socket，它就是用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)套接字。套接字設(shè)計(jì)的總體思路是，單個(gè)系統(tǒng)調(diào)用就可以創(chuàng)建任何套接字，因?yàn)樘捉幼质窍喈?dāng)籠統(tǒng)的。一旦套接字創(chuàng)建后，應(yīng)用程序還需要調(diào)用其他函數(shù)來(lái)指定具體細(xì)節(jié)。例如調(diào)用socket將創(chuàng)建一個(gè)新的描述符條目：

2)、雖然套接字的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含很多字段，但是系統(tǒng)創(chuàng)建套接字后，大多數(shù)字字段沒(méi)有填寫(xiě)。應(yīng)用程序創(chuàng)建套接字后在該套接字可以使用之前，必須調(diào)用其他的過(guò)程來(lái)填充這些字段。

3、文件描述符和文件指針的區(qū)別：

文件描述符：在linux系統(tǒng)中打開(kāi)文件就會(huì)獲得文件描述符，它是個(gè)很小的正整數(shù)。每個(gè)進(jìn)程在PCB(Process Control Block)中保存著一份文件描述符表，文件描述符就是這個(gè)表的索引，每個(gè)表項(xiàng)都有一個(gè)指向已打開(kāi)文件的指針。

文件指針：C語(yǔ)言中使用文件指針做為I/O的句柄。文件指針指向進(jìn)程用戶區(qū)中的一個(gè)被稱為FILE結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。FILE結(jié)構(gòu)包括一個(gè)緩沖區(qū)和一個(gè)文件描述符。而文件描述符是文件描述符表的一個(gè)索引，因此從某種意義上說(shuō)文件指針就是句柄的句柄(在Windows系統(tǒng)上，文件描述符被稱作文件句柄)。

下面講述下利用socket通信的服務(wù)器端和客戶端的基本結(jié)構(gòu)框圖：

服務(wù)器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對(duì)端口進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)(listen)，調(diào)用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時(shí)如果有個(gè)客戶端初始化一個(gè)Socket，然后連接服務(wù)器(connect)，如果連接成功，這時(shí)客戶端與服務(wù)器端的連接就建立了。客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器端接收請(qǐng)求并處理請(qǐng)求，然后把回應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端讀取數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉連接，一次交互結(jié)束。

3、TCP連接代碼分析(需要說(shuō)明的是：這里以項(xiàng)目的daemon.c代碼為例 )

首先給出定義的一些buf和一些文件數(shù)據(jù)變量：

按照上述紅色框框的程序流程圖，一步步分析。

(1)定義socket套接字

socket函數(shù)具體參數(shù)及返回值分析如下：

socket()函數(shù)

int socket(int protofamily, int type, int protocol);//返回sockfd

sockfd是描述符。

socket函數(shù)對(duì)應(yīng)于普通文件的打開(kāi)操作。普通文件的打開(kāi)操作返回一個(gè)文件描述字，而socket()用于創(chuàng)建一個(gè)socket描述符(socket descriptor)，它唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)socket。這個(gè)socket描述字跟文件描述字一樣，后續(xù)的操作都有用到它，把它作為參數(shù)，通過(guò)它來(lái)進(jìn)行一些讀寫(xiě)操作。

正如可以給fopen的傳入不同參數(shù)值，以打開(kāi)不同的文件。創(chuàng)建socket的時(shí)候，也可以指定不同的參數(shù)創(chuàng)建不同的socket描述符，socket函數(shù)的三個(gè)參數(shù)分別為：

protofamily：即協(xié)議域，又稱為協(xié)議族(family)。常用的協(xié)議族有，AF_INET(IPV4)、AF_INET6(IPV6)、AF_LOCAL(或稱AF_UNIX，Unix域socket)、AF_ROUTE等等。協(xié)議族決定了socket的地址類型，在通信中必須采用對(duì)應(yīng)的地址，如AF_INET決定了要用ipv4地址(32位的)與端口號(hào)(16位的)的組合、AF_UNIX決定了要用一個(gè)絕對(duì)路徑名作為地址。

type：指定socket類型。常用的socket類型有，SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等(socket的類型有哪些？)。

protocol：故名思意，就是指定協(xié)議。常用的協(xié)議有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它們分別對(duì)應(yīng)TCP傳輸協(xié)議、UDP傳輸協(xié)議、STCP傳輸協(xié)議、TIPC傳輸協(xié)議(這個(gè)協(xié)議我將會(huì)單獨(dú)開(kāi)篇討論！)。

注意：并不是上面的type和protocol可以隨意組合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP組合。當(dāng)protocol為0時(shí)，會(huì)自動(dòng)選擇type類型對(duì)應(yīng)的默認(rèn)協(xié)議。

當(dāng)我們調(diào)用socket創(chuàng)建一個(gè)socket時(shí)，返回的socket描述字它存在于協(xié)議族(address family，AF_XXX)空間中，但沒(méi)有一個(gè)具體的地址。如果想要給它賦值一個(gè)地址，就必須調(diào)用bind()函數(shù)，否則就當(dāng)調(diào)用connect()、listen()時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)隨機(jī)分配一個(gè)端口。

給出代碼中的實(shí)例

返回的即是套接字的名稱，套接字的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，作為后面函數(shù)的參數(shù)。

(2)bind()函數(shù)綁定定義socket的IP地址和端口號(hào)

bind函數(shù)具體參數(shù)及返回值分析如下：

bind()函數(shù)

正如上面所說(shuō)bind()函數(shù)把一個(gè)地址族中的特定地址賦給socket。例如對(duì)應(yīng)AF_INET、AF_INET6就是把一個(gè)ipv4或ipv6地址和端口號(hào)組合賦給socket。

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

函數(shù)的三個(gè)參數(shù)分別為：

sockfd：即socket描述字，它是通過(guò)socket()函數(shù)創(chuàng)建了，唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)socket。bind()函數(shù)就是將給這個(gè)描述字綁定一個(gè)名字。

addr：一個(gè)const struct sockaddr *指針，指向要綁定給sockfd的協(xié)議地址。這個(gè)地址結(jié)構(gòu)根據(jù)地址創(chuàng)建socket時(shí)的地址協(xié)議族的不同而不同，如ipv4對(duì)應(yīng)的是：

struct sockaddr_in {

sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */

in_port_t sin_port; /* port in network byte order */

struct in_addr sin_addr; /* internet address */

};

/* Internet address. */

struct in_addr {

uint32_t s_addr; /* address in network byte order */

};

ipv6對(duì)應(yīng)的是：

struct sockaddr_in6 {

sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */

in_port_t sin6_port; /* port number */

uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */

struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */

uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */

};

struct in6_addr {

unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */

};

Unix域?qū)?yīng)的是：

#define UNIX_PATH_MAX 108

struct sockaddr_un {

sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */

char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */

};

addrlen：對(duì)應(yīng)的是地址的長(zhǎng)度。

通常服務(wù)器在啟動(dòng)的時(shí)候都會(huì)綁定一個(gè)眾所周知的地址(如ip地址+端口號(hào))，用于提供服務(wù)，客戶就可以通過(guò)它來(lái)接連服務(wù)器；而客戶端就不用指定，有系統(tǒng)自動(dòng)分配一個(gè)端口號(hào)和自身的ip地址組合。這就是為什么通常服務(wù)器端在listen之前會(huì)調(diào)用bind()，而客戶端就不會(huì)調(diào)用，而是在connect()時(shí)由系統(tǒng)隨機(jī)生成一個(gè)。

給出代碼中實(shí)例：

從代碼上分析可以知道，給三個(gè)socket通過(guò)bind綁定了不同的地址和端口號(hào)，需要注意的是還有assert()函數(shù)，該函數(shù)是檢測(cè)異常，終止并打印相應(yīng)信息的函數(shù)，具體函數(shù)說(shuō)明如下：

assert宏的原型定義在中，其作用是如果它的條件返回錯(cuò)誤，則終止程序執(zhí)行，原型定義：

#include

void assert( int expression );

assert的作用是現(xiàn)計(jì)算表達(dá)式 expression ，如果其值為假(即為0)，那么它先向stderr打印一條出錯(cuò)信息，然后通過(guò)調(diào)用 abort 來(lái)終止程序運(yùn)行。請(qǐng)看下面的程序清單badptr.c：

#include

#include

#include

int main( void )

{

FILE *fp;

fp = fopen( "test.txt", "w" );//以可寫(xiě)的方式打開(kāi)一個(gè)文件，如果不存在就創(chuàng)建一個(gè)同名文件

assert( fp ); //所以這里不會(huì)出錯(cuò)

fclose( fp );

fp = fopen( "noexitfile.txt", "r" );//以只讀的方式打開(kāi)一個(gè)文件，如果不存在就打開(kāi)文件失敗

assert( fp ); //所以這里出錯(cuò)

fclose( fp ); //程序永遠(yuǎn)都執(zhí)行不到這里來(lái)

return0;

}

[root@localhost error_process]# gcc badptr.c

[root@localhost error_process]# ./a.out

a.out: badptr.c:14: main: Assertion `fp' failed.

(3)listen監(jiān)聽(tīng)函數(shù)，監(jiān)聽(tīng)端口是否有TCP握手請(qǐng)求

listen()、connect()函數(shù)

如果作為一個(gè)服務(wù)器，在調(diào)用socket()、bind()之后就會(huì)調(diào)用listen()來(lái)監(jiān)聽(tīng)這個(gè)socket，如果客戶端這時(shí)調(diào)用connect()發(fā)出連接請(qǐng)求，服務(wù)器端就會(huì)接收到這個(gè)請(qǐng)求。

int listen(int sockfd, int backlog);

int connect(int sockfd, conststruct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

listen函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)即為要監(jiān)聽(tīng)的socket描述字，第二個(gè)參數(shù)為相應(yīng)socket可以排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù)。socket()函數(shù)創(chuàng)建的socket默認(rèn)是一個(gè)主動(dòng)類型的，listen函數(shù)將socket變?yōu)楸粍?dòng)類型的，等待客戶的連接請(qǐng)求。

connect函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)即為客戶端的socket描述字，第二參數(shù)為服務(wù)器的socket地址，第三個(gè)參數(shù)為socket地址的長(zhǎng)度。客戶端通過(guò)調(diào)用connect函數(shù)來(lái)建立與TCP服務(wù)器的連接。

listen函數(shù)較為簡(jiǎn)單，而且僅僅針對(duì)TCP連接的服務(wù)器端，實(shí)例代碼如下：

從上面看出，MAXPENDING表示最大的連接數(shù)，定義的是MAXPENDING=5。

(4)accpet接收函數(shù)，接收客戶端的tcp連接

accept()函數(shù)

TCP服務(wù)器端依次調(diào)用socket()、bind()、listen()之后，就會(huì)監(jiān)聽(tīng)指定的socket地址了。TCP客戶端依次調(diào)用socket()、connect()之后就向TCP服務(wù)器發(fā)送了一個(gè)連接請(qǐng)求。TCP服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)到這個(gè)請(qǐng)求之后，就會(huì)調(diào)用accept()函數(shù)取接收請(qǐng)求，這樣連接就建立好了。之后就可以開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)I/O操作了，即類同于普通文件的讀寫(xiě)I/O操作。

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); //返回連接connect_fd

參數(shù)sockfd

參數(shù)sockfd就是上面解釋中的監(jiān)聽(tīng)套接字，這個(gè)套接字用來(lái)監(jiān)聽(tīng)一個(gè)端口，當(dāng)有一個(gè)客戶與服務(wù)器連接時(shí)，它使用這個(gè)一個(gè)端口號(hào)，而此時(shí)這個(gè)端口號(hào)正與這個(gè)套接字關(guān)聯(lián)。當(dāng)然客戶不知道套接字這些細(xì)節(jié)，它只知道一個(gè)地址和一個(gè)端口號(hào)。

參數(shù)addr

這是一個(gè)結(jié)果參數(shù)，它用來(lái)接受一個(gè)返回值，這返回值指定客戶端的地址，當(dāng)然這個(gè)地址是通過(guò)某個(gè)地址結(jié)構(gòu)來(lái)描述的，用戶應(yīng)該知道這一個(gè)什么樣的地址結(jié)構(gòu)。如果對(duì)客戶的地址不感興趣，那么可以把這個(gè)值設(shè)置為NULL。

參數(shù)len

如同大家所認(rèn)為的，它也是結(jié)果的參數(shù)，用來(lái)接受上述addr的結(jié)構(gòu)的大小的，它指明addr結(jié)構(gòu)所占有的字節(jié)個(gè)數(shù)。同樣的，它也可以被設(shè)置為NULL。

如果accept成功返回，則服務(wù)器與客戶已經(jīng)正確建立連接了，此時(shí)服務(wù)器通過(guò)accept返回的套接字來(lái)完成與客戶的通信。

注意：

accept默認(rèn)會(huì)阻塞進(jìn)程，直到有一個(gè)客戶連接建立后返回，它返回的是一個(gè)新可用的套接字，這個(gè)套接字是連接套接字。此時(shí)我們需要區(qū)分兩種套接字

監(jiān)聽(tīng)套接字: 監(jiān)聽(tīng)套接字正如accept的參數(shù)sockfd，它是監(jiān)聽(tīng)套接字，在調(diào)用listen函數(shù)之后，是服務(wù)器開(kāi)始調(diào)用socket()函數(shù)生成的，稱為監(jiān)聽(tīng)socket描述字(監(jiān)聽(tīng)套接字)

連接套接字：一個(gè)套接字會(huì)從主動(dòng)連接的套接字變身為一個(gè)監(jiān)聽(tīng)套接字；而accept函數(shù)返回的是已連接socket描述字(一個(gè)連接套接字)，它代表著一個(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在的點(diǎn)點(diǎn)連接。

一個(gè)服務(wù)器通常通常僅僅只創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)socket描述字，它在該服務(wù)器的生命周期內(nèi)一直存在。內(nèi)核為每個(gè)由服務(wù)器進(jìn)程接受的客戶連接創(chuàng)建了一個(gè)已連接socket描述字，當(dāng)服務(wù)器完成了對(duì)某個(gè)客戶的服務(wù)，相應(yīng)的已連接socket描述字就被關(guān)閉。

自然要問(wèn)的是：為什么要有兩種套接字？原因很簡(jiǎn)單，如果使用一個(gè)描述字的話，那么它的功能太多，使得使用很不直觀，同時(shí)在內(nèi)核確實(shí)產(chǎn)生了一個(gè)這樣的新的描述字。

連接套接字socketfd_new 并沒(méi)有占用新的端口與客戶端通信，依然使用的是與監(jiān)聽(tīng)套接字socketfd一樣的端口號(hào)

client_sd即使返回的新的套接字，連接套接字，通過(guò)連接套接字進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

但是上述這種方式存在i一個(gè)很大的問(wèn)題！！！！——即如果沒(méi)有tcp請(qǐng)求會(huì)一直阻塞，而且用戶無(wú)法得知，效率極低。

為了解決上述的辦法，引進(jìn)了套接字監(jiān)控宏函數(shù)。

直接給出實(shí)例是如何調(diào)用的：

上述用的4個(gè)操作宏到底有什么用，如何定義的呢？？、下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

FD_ZERO，FD_ISSET這些都是套節(jié)字結(jié)合操作宏 ，看看MSDN上的select函數(shù), 這是在select io模型中的核心,用來(lái)管理套節(jié)字IO的,避免出現(xiàn)無(wú)辜鎖定.

int select(int nfds,fd_set FAR *readfds, fd_set FAR *writefds, fd_set FAR *exceptfds, const struct timeval FAR *timeout);

第一個(gè)參數(shù)在windows下可以忽略，但在linux下必須設(shè)為最大文件描述符加1；二是結(jié)構(gòu)fd_set在兩個(gè)系統(tǒng)里定義不一樣)。

所以代碼中對(duì)這個(gè)位置也有特別的注意，為什么對(duì)三個(gè)套接字取了最大值：

max_sd表示正在被使用的socket類

最后的是超時(shí)標(biāo)準(zhǔn),select是阻塞操作當(dāng)然要設(shè)置超時(shí)事件. 接著的三個(gè)類型為fd_set的參數(shù)分別是用于檢查套節(jié)字的可讀性,可寫(xiě)性,和列外數(shù)據(jù)性質(zhì).

我舉個(gè)例子 :比如recv(), 在沒(méi)有數(shù)據(jù)到來(lái)調(diào)用它的時(shí)候,你的線程將被阻塞如果數(shù)據(jù)一直不來(lái),你的線程就要阻塞很久.這樣顯然不好.所以采用select來(lái)查看套節(jié)字是否可讀(也就是是否有數(shù)據(jù)讀了)

步驟如下

socket s;

.....

fd_set set;

while(1)

{

FD_ZERO(&set);//將你的套節(jié)字集合清空

FD_SET(s, &set);//加入你感興趣的套節(jié)字到集合,這里是一個(gè)讀數(shù)據(jù)的套節(jié)字s

select(0,&set,NULL,NULL,NULL);//檢查套節(jié)字是否可讀,

//很多情況下就是是否有數(shù)據(jù)(注意,只是說(shuō)很多情況)

//這里select是否出錯(cuò)沒(méi)有寫(xiě)

if(FD_ISSET(s, &set) //檢查s是否在這個(gè)集合里面,

{ //select將更新這個(gè)集合,把其中不可讀的套節(jié)字去掉

//只保留符合條件的套節(jié)字在這個(gè)集合里面

recv(s,...);

}

//do something here

}

也就是說(shuō)，我們得檢測(cè)我們選定的套接字中此時(shí)可不可讀，如果不可讀我們就將套接字刷新掉，不比一直進(jìn)行阻塞等待，等中心建立新的套接字，在進(jìn)行下一輪，提高之前說(shuō)的阻塞效率。

(5)recv()函數(shù)接收客戶端傳送的數(shù)據(jù)

先看下recv函數(shù)的原型：

int recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);

不論是客戶還是服務(wù)器應(yīng)用程序都用recv函數(shù)從TCP連接的另一端接收數(shù)據(jù)。該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)指定接收端套接字描述符；

第二個(gè)參數(shù)指明一個(gè)緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)用來(lái)存放recv函數(shù)接收到的數(shù)據(jù)；

第三個(gè)參數(shù)指明buf的長(zhǎng)度；

第四個(gè)參數(shù)一般置0。

這里只描述同步Socket的recv函數(shù)的執(zhí)行流程。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用recv函數(shù)時(shí)，

(1)recv先等待s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)被協(xié)議傳送完畢，如果協(xié)議在傳送s的發(fā)送緩沖中的數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，那么recv函數(shù)返回SOCKET_ERROR，

(2)如果s的發(fā)送緩沖中沒(méi)有數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)被協(xié)議成功發(fā)送完畢后，recv先檢查套接字s的接收緩沖區(qū)，如果s接收緩沖區(qū)中沒(méi)有數(shù)據(jù)或者協(xié)議正在接收數(shù)據(jù)，那么recv就一直等待，直到協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢。當(dāng)協(xié)議把數(shù)據(jù)接收完畢，recv函數(shù)就把s的接收緩沖中的數(shù)據(jù)copy到buf中(注意協(xié)議接收到的數(shù)據(jù)可能大于buf的長(zhǎng)度，所以 在這種情況下要調(diào)用幾次recv函數(shù)才能把s的接收緩沖中的數(shù)據(jù)copy完。recv函數(shù)僅僅是copy數(shù)據(jù)，真正的接收數(shù)據(jù)是協(xié)議來(lái)完成的)，

recv函數(shù)返回其實(shí)際copy的字節(jié)數(shù)。如果recv在copy時(shí)出錯(cuò)，那么它返回SOCKET_ERROR；如果recv函數(shù)在等待協(xié)議接收數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中斷了，那么它返回0。

給出代碼中的實(shí)例：

上面說(shuō)了我們可能 一次copy沒(méi)有說(shuō)有的數(shù)據(jù)，這時(shí)候我們需要做的就是多次調(diào)用recv函數(shù)，很明顯，這里我們不是簡(jiǎn)單的用這一句話完成，需要對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制輸出，控制代碼如下：

代碼也不難，分析來(lái)看，就是一個(gè)while循環(huán)，完成這個(gè)buffer(4KB)緩存池的寫(xiě)滿，通過(guò)buffer_len和recv返回copy字節(jié)數(shù)ret進(jìn)行控制，用buffer_len-ret當(dāng)?shù)扔?的時(shí)候也就是填滿了，可以跳出循環(huán)了。

(6)close()函數(shù)關(guān)閉連接套接字

當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的連接套接字，則緩存中不會(huì)有其他的數(shù)據(jù)接收，避免下次調(diào)用的時(shí)候復(fù)寫(xiě)。

close()函數(shù)

在服務(wù)器與客戶端建立連接之后，會(huì)進(jìn)行一些讀寫(xiě)操作，完成了讀寫(xiě)操作就要關(guān)閉相應(yīng)的socket描述字，好比操作完打開(kāi)的文件要調(diào)用fclose關(guān)閉打開(kāi)的文件。

#include

int close(int fd);

close一個(gè)TCP socket的缺省行為時(shí)把該socket標(biāo)記為以關(guān)閉，然后立即返回到調(diào)用進(jìn)程。該描述字不能再由調(diào)用進(jìn)程使用，也就是說(shuō)不能再作為read或write的第一個(gè)參數(shù)。

注意：close操作只是使相應(yīng)socket描述字的引用計(jì)數(shù)-1，只有當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候，才會(huì)觸發(fā)TCP客戶端向服務(wù)器發(fā)送終止連接請(qǐng)求。

代碼實(shí)例調(diào)用如下：

很簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么好分析的。

完成以上的6個(gè)動(dòng)作，最后即將客戶端發(fā)送的4KB數(shù)據(jù)放到buf中，之后的程序就是根據(jù)這4KB的腳本數(shù)據(jù)，進(jìn)行后面的測(cè)試工具。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux tcp连接计算机,计算机基础知识——linux socket套接字tcp连接分析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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