Linux C++ Socket 套接字、select、poll、epoll 实例

syrdbt2024-05-27 15:50

文章目录

  • [1. 概述](#1. 概述)
  • [2. TCP 网络编程实例](#2. TCP 网络编程实例)
    • [2.1 服务器端](#2.1 服务器端)
    • [2.2 客户端](#2.2 客户端)
    • [2.3 运行截图](#2.3 运行截图)
  • [3. I/O 模型](#3. I/O 模型)
    • [3.1 阻塞式I/O模型](#3.1 阻塞式I/O模型)
    • [3.2 非阻塞I/O模型](#3.2 非阻塞I/O模型)
    • [3.3 I/O 复用模型](#3.3 I/O 复用模型)
    • [3.4 信号驱动式I/O](#3.4 信号驱动式I/O)
    • [3.5 异步I/O模型](#3.5 异步I/O模型)
  • [4. I/O复用之 select](#4. I/O复用之 select)
    • [4.1 select 函数描述](#4.1 select 函数描述)
    • [4.2 服务端代码](#4.2 服务端代码)
    • [4.3 客户端代码](#4.3 客户端代码)
    • [4.4 运行截图](#4.4 运行截图)
  • [5. I/O复用之 poll](#5. I/O复用之 poll)
    • [5.1 poll 函数描述](#5.1 poll 函数描述)
    • [5.2 服务端代码](#5.2 服务端代码)
    • [5.3 客户端代码](#5.3 客户端代码)
    • [5.4 运行截图](#5.4 运行截图)
  • [6. I/O复用之 epoll](#6. I/O复用之 epoll)
    • [6.1 常用函数](#6.1 常用函数)
    • [6.2 服务端代码](#6.2 服务端代码)
  • 参考文献

1. 概述

  • 网络编程, 就是编写程序, 使两台联网的电脑可以交换数据,
  • 套接字是网络数据传输用的软件设备, 用来连接网络的工具
  • 在 linux中 socket被认为是文件中的一种, 在网络数据传输过程中, 使用文件I/O的相关函数
  • 套接字常用网络协议: TCP、UDP

套接字进行网络连接流程, 如下图:

服务器端:

  1. 创建服务器套接字 socket()
  2. 绑定端口 bind()
  3. 监听端口 listen()
  4. 接受客户端请求 accept()
  5. 读取客户端请求的数据 read()
  6. 返回客户端要响应的数据 write()
  7. ...
  8. 关闭与客户端的连接 close()
  9. 关闭服务器套接字 close()

客户端:

  1. 创建客户端套接字 socket()
  2. 连接服务端 connect()
  3. 请求服务端数据, 发送操作数和操作符到服务器 write()
  4. 从服务器读取操作结果 read()
  5. ...
  6. 关闭客户端套接字 close()

流程图如下, 具体代码示例可以看下面的 2. TCP 网络编程实例

2. TCP 网络编程实例

2.1 服务器端

开放的端口号 6666:

c 复制代码 
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

// 定义缓冲区大小和操作数大小
#define BUF_SIZE 1024
#define OPSZ 4

// 错误处理函数
void error_handling(char *message);

// 计算函数，根据操作数和操作符进行计算
int calculate(int opnum, int opnds[], char oprator);

int main(int argc, char *argv[]) {
    int serv_sock, clnt_sock;
    char opinfo[BUF_SIZE]; // 用于接收客户端发送的操作数和操作符
    int result, opnd_cnt, i;
    int recv_cnt, recv_len;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;

    // 创建服务器套接字
    serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM, 0);
    if (serv_sock == -1)
        error_handling(
            "socket() error"
        );

    // 初始化服务器地址结构体
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = 6666; // 设置端口号为 6666

    // 绑定端口
    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling(
            "bind() error"
        );

    // 监听端口
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
        error_handling(
            "listen() error"
        );

    clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr); // 设置客户端地址结构体的大小

    // 接受多个客户端连接并进行计算
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        opnd_cnt = 0;
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *) &clnt_adr, &clnt_adr_sz); // 接受客户端连接
        read(clnt_sock, &opnd_cnt, 1); // 读取操作数个数
        recv_len = 0;
        // 循环接收操作数，直到接收完所有操作数
        while ((opnd_cnt * OPSZ + 1) > recv_len) {
            recv_cnt = read(clnt_sock, &opinfo[recv_len], BUF_SIZE - 1); // 从客户端接收数据
            recv_len += recv_cnt;
            // 计算结果并发送回客户端
            result = calculate(opnd_cnt, (int *) opinfo, opinfo[recv_len - 1]);
            write(clnt_sock, (char *) &result, sizeof(result));
            close(clnt_sock); // 关闭与客户端的连接
        }
    }
    close(serv_sock); // 关闭服务器套接字

    return 0;
}

// 计算函数，根据操作数和操作符返回计算结果
int calculate(int opnum, int opnds[], char op) {
    int result = opnds[0], i;
    switch (op) { // 根据操作符进行不同的计算
        case '+':
            for (i = 1; i < opnum; i++) result += opnds[i];
            break;
        case '-':
            for (i = 1; i < opnum; i++) result -= opnds[i];
            break;
        case '*':
            for (i = 1; i < opnum; i++) result *= opnds[i];
            break;
    }
    return result;
}


// 错误处理函数，在遇到错误时打印消息并退出程序
void error_handling(char *message) {
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

2.2 客户端

c 复制代码 
#include <stdio.h>          // 标准输入输出
#include <stdlib.h>         // 系统函数库
#include <string.h>         // 字符串处理
#include <unistd.h>         // UNIX标准函数
#include <arpa/inet.h>      // Internet网络协议
#include <sys/socket.h>     // Socket编程相关

// 定义缓冲区大小、结果大小和操作数字节大小
#define BUF_SIZE 1024
#define RLT_SIZE 4
#define OPSZ 4

// 错误处理函数
void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[]) {
    int sock; // Socket描述符
    char opmsg[BUF_SIZE]; // 用于存储操作数和操作符的消息
    int result, opnd_cnt, i; // 结果、操作数个数和循环变量
    struct sockaddr_in serv_adr; // 服务端地址结构体

    // 创建Socket
    sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == -1)
        error_handling(
            "socket() error"
        );

    // 初始化服务端地址
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = 6666;

    // 连接服务端
    if (connect(sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling(
            "connect() error!"
        );
    else
        puts("Connected ...........");

    // 获取并存储操作数个数
    fputs("Operand count: ",stdout);
    scanf("%d", &opnd_cnt);
    opmsg[0] = (char) opnd_cnt;

    // 循环读取操作数
    for (i = 0; i < opnd_cnt; i++) {
        printf("Operand %d:", i + 1);
        scanf("%d", (int *) &opmsg[i * OPSZ + 1]);
    }

    // 暂停，等待用户输入操作符
    fgetc(stdin);
    fputs("Operator: ",stdout);
    scanf("%c", &opmsg[opnd_cnt * OPSZ + 1]);

    // 发送操作数和操作符到服务器
    write(sock, opmsg, opnd_cnt * OPSZ + 2);

    // 从服务器读取操作结果
    read(sock, &result, RLT_SIZE);

    // 打印操作结果
    printf("Operation result: %d \n", result);

    // 关闭Socket
    close(sock);

    return 0;
}

// 错误处理函数：输出错误信息并退出程序
void error_handling(char *message) {
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

2.3 运行截图

3. I/O 模型

一个入门科普文章

3.1 阻塞式I/O模型

2. TCP 网络编程实例 就是一个阻塞式的模型, accept 和 read 都是阻塞的, 当 accept 到新连接, 或者 read 到数据程序才往下走

为了提高服务端处理能力, 一个客户端连接一个线程处理

不能一个线程处理多个客户端, 某个客户端会阻塞这个线程处理其他客户端

3.2 非阻塞I/O模型

不停的轮询, 看看有没有accept 到新连接, 没有连接不阻塞等待, 继续去看看已经建立的连接有没有read到客户端的新数据, read到新数据处理, read不到不处理

为了提高服务端处理能力, 可以一个客户端连接一个线程处理, 线程不停的轮询自己要处理的客户端

也可以一个线程处理多个客户端, 相较于上面的阻塞I/O模型, 非阻塞不至于某个客户端阻塞这个线程处理其他客户端

3.3 I/O 复用模型

可以调用 select/poll/epoll , 阻塞在select/poll/epoll, select/poll/epoll 监听多个客户端连接事件或写入的数据, 然后这些事件可再有多个线程分一分处理掉

3.4 信号驱动式I/O

让内核在描述符就绪时发送SINIO信号 通知我们

Linux 网络编程的5种IO模型：信号驱动IO模型 接受SINIO信号, 直接 recvfrom , 然后 sentTo 了, 不用 , 遍历socket

3.5 异步I/O模型

告诉内核启动某个操作, 并且把数据copy到用户缓冲区再通知我们, 和信号驱动的区别是, 信号驱动内核通知我们去I/O, 异步I/O, 通知我们I/O完成了, 送到了

[C++ 网络协议] 异步通知I/O模型

4. I/O复用之 select

4.1 select 函数描述

cpp 复制代码 
int      select(int maxfdpl, fd_set *readSet, fd_set *writeSet,
    fd_set *exceptSet, struct timeval *timeout)
  • 最大描述符+1
  • fd_set *readSet 读事件描述符
  • fd_set *writeSet 写事件描述符
  • fd_set *exceptSet 异常事件描述符
  • struct timeval *timeout 等待超时时间

fd_set 里数组初始化1024, 网上都说 select 最多监听 1024 个连接

  • FD_SET: 将套接字添加到文件描述符集合中
  • FD_ZERO: 用来清空文件描述符集合
  • FD_CLR: 从套接字描述符集合中清除指定的套接字描述符
  • FD_ISSET: 检查文件描述符集合中是否包含文件描述符

4.2 服务端代码

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>

// 定义缓冲区大小
#define BUF_SIZE 100

// 错误处理函数
void error_handling(char *message);

int main(int argc, char *argv[]) {
    int serv_sock, clnt_sock; // 服务端和客户端套接字
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr; // 服务端和客户端地址结构体
    struct timeval timeout; // 超时时间结构体
    fd_set reads, cpy_reads; // 文件描述符集合，用于select函数

    socklen_t adr_sz; // 地址大小
    int fd_max, str_len, fd_num, i; // 各种变量初始化
    char buf[BUF_SIZE]; // 用于读取和写入数据的缓冲区

    // 创建套接字
    serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM, 0);

    // 初始化服务端地址结构体
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = 6666;

    // 绑定端口
    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling(
            "bind() error"
        );

    // 监听端口
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
        error_handling(
            "listen() error"
        );

    // 用来清空文件描述符集合read
    FD_ZERO(&reads);
    // 将服务器套接字serv_sock添加到文件描述符集合reads中
    FD_SET(serv_sock, &reads);
    fd_max = serv_sock;

    // 无限循环，等待客户端连接和处理数据
    while (1) {
        cpy_reads = reads;
        timeout.tv_sec = 5;
        timeout.tv_usec = 5000;

        // 使用select函数等待事件发生
        if ((fd_num = select(fd_max + 1, &cpy_reads, 0, 0, &timeout)) == -1)
            break;

        // 没有客户端连接
        if (fd_num == 0) {
            continue;
        }

        // 遍历文件描述符集合，处理连接和数据传输
        for (i = 0; i < fd_max + 1; i++) {
            // 检查文件描述符集合cpy_reads中是否包含文件描述符i
            if (FD_ISSET(i, &cpy_reads)) {
                if (i == serv_sock) {
                    // 处理新连接
                    adr_sz = sizeof(clnt_adr);
                    clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *) &clnt_adr, &adr_sz);
                    FD_SET(clnt_sock, &reads);
                    if (fd_max < clnt_sock)
                        fd_max = clnt_sock;
                    printf("connected client: %d \n", clnt_sock);
                } else {
                    // 处理数据传输
                    str_len = read(i, buf, BUF_SIZE);
                    if (str_len == 0) {
                        // 从reads套接字描述符集合中清除指定的套接字描述符i
                        FD_CLR(i, &reads);
                        close(i);
                        printf("connected client: %d \n", i);
                    } else {
                        // 向客户端写入数据
                        write(i, buf, str_len);
                    }
                }
            }
        }
    }
    // 关闭服务端套接字
    close(serv_sock);
    return 0;
}

// 错误处理函数
void error_handling(char *message) {
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

4.3 客户端代码

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>          // 标准输入输出头文件
#include <stdlib.h>         // 通用实用程序头文件
#include <arpa/inet.h>      // IPv4 Internet地址转换头文件
#include <sys/socket.h>     // 用于创建和操作套接字的头文件
#include <string.h>         // 字符串操作头文件
#include <unistd.h>         // 提供一些与操作系统交互的函数
#include <sys/types.h>      // 定义各种数据类型的头文件
#include <sys/time.h>       // 时间处理头文件
#include <sys/select.h>     // 用于文件描述符选择的头文件

#define BUF_SIZE 1024      // 定义缓冲区大小

// 错误处理函数
// 参数: buf - 存储错误信息的字符数组
void error_handling(char *buf);

int main(int argc, char *argv[]){ // 程序入口
    int sock;                     // 套接字变量
    char message[BUF_SIZE];       // 用于存储消息的缓冲区
    int str_len;                  // 存储字符串长度的变量
    struct sockaddr_in serv_adr;  // 用于存储服务器地址信息的结构体

    // 创建TCP套接字
    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock==-1)
    {
        error_handling("socket create error"); // 若创建失败，调用错误处理函数
    }

    // 初始化服务器地址结构体
    memset(&serv_adr, 0,sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = 6666;

    // 尝试连接到服务器
    if (connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
    {
        error_handling("connect error"); // 若连接失败，调用错误处理函数
    }else{
        puts("connected......"); // 连接成功，输出提示信息
    }

    // 进入消息收发循环
    while (1)
    {
        fputs("input message (q to quit): ", stdout); // 提示用户输入消息
        fgets(message, BUF_SIZE, stdin); // 从标准输入读取消息
        if (!strcmp(message,"q\n")||!strcmp(message,"Q\n") )
        {
            break; // 如果用户输入的是 'q' 或 'Q'，则退出循环
        }
        write(sock, message, strlen(message)); // 将消息写入套接字，发送给服务器
        str_len=read(sock, message, BUF_SIZE-1); // 从套接字读取消息，存储到message中
        message[str_len] = 0; // 在消息末尾添加null字符，以结束字符串
        printf("Message from server: %s", message); // 输出服务器返回的消息

    }
    close(sock); // 关闭套接字

    return 0; // 程序正常结束，返回0
}

// 错误处理函数
// 参数: buf - 存储错误信息的字符数组
// 说明: 该函数将错误信息输出到标准错误流，并退出程序
void error_handling(char* buf){
    fputs(buf, stderr); // 将错误信息输出到标准错误流
    fputc('\n', stderr); // 输出换行符
    exit(1); // 退出程序，返回码为1，表示异常结束
}

4.4 运行截图

5. I/O复用之 poll

5.1 poll 函数描述

poll 提供的功能和 selcet 差不多, poll 可以自己声明最大长度, 还不用自己去 FD_SET、FD_ISSET 维护状态

cpp 复制代码 
int poll(struct pollfd *fdarray, unsigned long nfds, int timeout);

struct pollfd {
	int     fd;
	short   events;
	short   revents;
};
  • fdarray : pollfd数组
  • nfds : fd 数量
  • timeout : 超时时间

5.2 服务端代码

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/poll.h>

using namespace std;

int main() {
    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    sockaddr_in serverAddr;
    memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));

    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serverAddr.sin_port = 6666;

    ::bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
    listen(listenfd, 10);

    /*
        poll只是对select函数传入的参数的一个封装，底层实现还是select，好处就是需要传入的参数少了
    */
    //pollfd数组, 一个元素为一个 描述符以及相对应的事件。元素的个数为可处理socket的最大个数，突破了select的1024的限制
    pollfd pfds[2048] = {0};
    pfds[listenfd].fd = listenfd;
    pfds[listenfd].events = POLLIN; //可读
    //pfds.revents //revents为poll返回的事件

    int maxfd = listenfd;

    while (1) {
        int nready = poll(pfds, maxfd + 1, -1);

        //监听socket有可读事件
        if (pfds[listenfd].revents & POLLIN) {
            sockaddr_in clientAddr;
            socklen_t len = sizeof(clientAddr);
            int clientfd = accept(pfds[listenfd].fd, (sockaddr*)&clientAddr, &len);
            printf("accept==>> clientfd:%d %s:%d\n", clientfd, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr), ntohs(clientAddr.sin_port));
            if (-1 == clientfd) {
                continue;
            }

            //请注意这里的clientfd越界问题，这里就不做处理了
            //需要注意的是，如果有客户端关闭连接了，再次有新的客户端连接进来时，accept返回的是没有使用的最小的描述符
            //比如现在有4,5,6客户端建立了连接，4和5客户端断开了，再次有新的客户端建立连接后，accept会给分配4描述符，这点内核还是很人性化的。
            pfds[clientfd].fd = clientfd;
            pfds[clientfd].events = POLLIN;

            maxfd = clientfd;
        }

        for (int i = listenfd + 1; i <= maxfd; i++) {
            if (pfds[i].revents & POLLIN) {
                char buf[128] = {0};
                int count = recv(pfds[i].fd, buf, sizeof(buf), 0);
                if (count == 0) {
                    printf("close\n");

                    close(pfds[i].fd);

                    pfds[i].fd = -1;
                    pfds[i].events = 0;

                    continue;
                }
                printf("clientfd:%d, count:%d, buf:%s\n", pfds[i].fd, count, buf);
                send(pfds[i].fd, buf, count, 0);
            }
        }
    }

	close(listenfd);
    return 0;
}

5.3 客户端代码

同 4.3

5.4 运行截图

6. I/O复用之 epoll

epoll 比 select、poll 性能都好, 获得就绪的文件描述符, select、poll O(n) 复杂度, epoll 是 O(1)

select，poll是基于轮询实现的，将fd_set从用户空间复制到内核空间，然后让内核空间以poll机制来进行轮询，一旦有其中一个fd对应的设备活跃了，那么就把整个fd_set返回给客户端（复制到用户空间），再由客户端来轮询每个fd的，找出发生了IO事件的fd

epoll是基于事件驱动实现的，加入一个新的fd，会调用epoll_ctr函数为该fd注册一个回调函数，然后将该fd结点注册到内核中的epoll红黑树中，当IO事件发生时，就会调用回调函数，将该fd结点放到就绪链表中，epoll_wait函数实际上就是从这个就绪链表中获取这些fd。

epoll很详细的文章

6.1 常用函数

poll操作过程需要三个接口，分别如下：

cpp 复制代码 
int epoll_create(int size)；//创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)；
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
  1. int epoll_create(int size); 创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大，这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值，参数size并不是限制了epoll所能监听的描述符最大个数，只是对内核初始分配内部数据结构的一个建议。 当创建好epoll句柄后，它就会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。
  2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event)； 函数是对指定描述符fd执行op操作。
  • epfd：是epoll_create()的返回值。
  • op：表示op操作，用三个宏来表示：添加EPOLL_CTL_ADD，删除EPOLL_CTL_DEL，修改EPOLL_CTL_MOD。分别添加、删除和修改对fd的监听事件。
  • fd：是需要监听的fd（文件描述符）
  • epoll_event：是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下：
cpp 复制代码 
struct epoll_event {
  __uint32_t events;  /* Epoll events */
  epoll_data_t data;  /* User data variable */
};

//events可以是以下几个宏的集合：

EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；

EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；

EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；

EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；

EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；

EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式，这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。

EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里

  1. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout); 等待epfd上的io事件，最多返回maxevents个事件。 参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个events有多大，这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将不确定，也有说法说是永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。

6.2 服务端代码

我用的MAC电脑, 不支持 epoll, 下面的代码没运行过:

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/epoll.h>

#define BUF_SIZE 100
#define EPOLL_SIZE 50

void error_handling(char *buf);
/**
 * 主程序：创建一个使用epoll模型的服务器，监听客户端连接，并处理客户端请求。
 *
 * @param argc 命令行参数个数
 * @param argv 命令行参数数组
 * @return 总是返回0，表示程序正常结束
 */
int main(int argc, char *argv[]) {
    // 定义服务器套接字和客户端套接字
    int serv_sock, clnt_sock;
    // 定义服务器地址结构体和客户端地址结构体
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    // 定义地址大小变量
    socklen_t adr_sz;
    // 定义字符串长度和循环索引
    int str_len, i;
    // 定义缓冲区，用于读取和写入数据
    char buf[BUF_SIZE];

    // 定义epoll事件结构体数组和epoll文件描述符
    struct epoll_event *ep_events;
    struct epoll_event event;
    // 定义epoll等待事件个数变量
    int epfd, event_cnt;

    // 检查命令行参数是否正确
    if (argc != 2) {
        printf("usage error\n");
        exit(1);
    }
    // 创建服务器套接字
    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 初始化服务器地址结构体
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = 6666;

    // 绑定服务器套接字到指定地址和端口
    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1) {
        error_handling("bind error");
    }

    // 监听服务器套接字
    if (listen(serv_sock, 5) == -1) {
        error_handling("listen error");
    }

    // 创建epoll实例
    epfd = epoll_create(EPOLL_SIZE);
    // 分配存储epoll事件的内存
    ep_events = malloc(sizeof(struct epoll_event) * EPOLL_SIZE);

    // 将服务器套接字添加到epoll监控列表中
    event.events = EPOLLIN;
    event.data.fd = serv_sock;
    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, serv_sock, &event);

    // 主循环，等待和处理客户端连接和请求
    while (1) {
        // 等待epoll事件
        event_cnt = epoll_wait(epfd, ep_events, EPOLL_SIZE, -1);
        if (event_cnt == -1) {
            puts("epoll wait error\n");
            break;
        }
        // 遍历所有触发的epoll事件
        for (i = 0; i < event_cnt; i++) {
            // 处理服务器套接字上的事件，即新的客户端连接
            if (ep_events[i].data.fd == serv_sock) {
                adr_sz = sizeof(clnt_adr);
                clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *) &clnt_adr, &adr_sz);
                // 将新连接的客户端套接字添加到epoll监控列表中
                event.events = EPOLLIN;
                event.data.fd = clnt_sock;
                epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clnt_sock, &event);
                printf("connnected client： %d\n", clnt_sock);
            } else {
                // 处理客户端套接字上的事件，即客户端发送的数据
                str_len = read(ep_events[i].data.fd, buf,BUF_SIZE);
                if (str_len == 0) {
                    // 如果客户端关闭了连接，则从epoll监控列表中移除，并关闭套接字
                    epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, ep_events[i].data.fd, NULL);
                    close(ep_events[i].data.fd);
                    printf("closed client: %d \n", ep_events[i].data.fd);
                } else {
                    // 如果客户端发送了数据，则将数据回传给客户端
                    write(ep_events[i].data.fd, buf, str_len);
                }
            }
        }
    }
    // 关闭服务器套接字和epoll文件描述符
    close(serv_sock);
    close(epfd);
    return 0;
}

/**
 * 错误处理函数：输出错误信息并退出程序。
 *
 * @param buf 包含错误信息的字符串
 */
void error_handling(char *buf) {
    fputs(buf, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

参考文献

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