TCP连接有多函数接口阻塞问题???——TCP并发服务器的实现

先来了解一下为什么要设计TCP并发服务器:

1.TCP并发服务器问题:

当一个服务器需连接多个客户端时,服务器需要使用accept等待三次握手连接请求,同时还需要RECV等待接收所有的客户端发送数据,但是这两个函数接口本身都具有阻塞功能,所以我们的常规方法已经无法解决目前的问题了

2.解决方法:

1.TCP并发服务器线程模型:

每有一个客户端连接,服务器就创建一个线程,去进行数据的交互,线程结束自动回收

弊端:

  • 线程调度资源开销较大
  • 栈空间有限,无法同时支持大量线程调度(无法同时连接多个客户端(最多200多个))

2.TCP并发服务器多路复用模型:

  • 利用循环加一个阻塞效果更强的接口,每次循环只执行一个阻塞接口的操作,达到并发的效果

3.Linux操作系统中的4种IO

1.阻塞IO

  • 执行效率高,数据没来时,cpu阻塞等待,不会占用cpu资源

2,非阻塞IO

  • 执行效率较低,CPU需要轮询判断是否有IO事件发生,资源开销比较大

3.异步IO

  • 当内核检测到有对应IO事件发生时(标记套接字文件有数据写入)会主动向应用层上报信号事件
  • 定义的接收信号进程,会捕捉信号执行对应内容

4.多路复用IO

  • 用一个函数接口监听多个文件描述符是否产生IO事件(文件描述符的状态发生变化),只要文件描述符组中有一个产生IO事件,则不再阻塞,将其他文件描述符移出,执行当前内容

3.函数接口:

1.fcntl

原型:int fcntl(int fd,int cmd,···/arg /)

功能:

  • 向文件描述符发生cmd命令;

参数:

  • fd:文件描述符
  • cmd:
  • F_GETFL:获得属性
  • F_SETFL:设置属性

返回值:

  • 成功返回0
  • 失败返回-1

非阻塞指令设置

复制代码
flags = fcntl(fd,F_GETFL);			//获取原本属性
flags |= O_NOBLOCK					//给原本属性添加非阻塞属性
fcntl(fd,F_SETFL,flags);			/设置非阻塞属性

异步IO指令设置:

复制代码
flags = fcntl(fd,F_GETFL)			//获取原本属性 
flags |= O_ASYNC					//给原本属性添加异步属性		
fcntl(fd,F_SETFL,flags)				//给文件描述符设置异步属性

fcntl(fd,F_SETOWN,getpid()) 		//设置pid 对应的进程接收fd 发送的SIGIO信号

多路复用IO函数接口:

1.select

原型:

  • int select(int nfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *exceptfds,struct timeout *timeout)

select相关函数:

1.void FD_CLR(int nfds,fd_set *set)

功能:将文件描述符fd,从文件描述符组中移除;

2.int FD_ISSET(int fd,fd_set *set)

功能:判断文件描述符fd,是否在文件描述符组中;

3.void FD_SET(int fd,fd_set *set)

功能:将文件描述符fd,添加进文件描述符组中;

4.void FD_ZERO(fd_set *set)

功能:将文件描述符组清零

功能:

  • 监听文件描述符组中是否有事件发生

参数:

  • nfds:最大的文件描述符+1;
  • readfds:读文件描述符集合
  • writefds:写文件描述符集合
  • except:其他文件描述符集合
  • timeout:超时时间,穿NULL表示一直阻塞

返回值:

  • 成功返回产生事件的文件描述符个数
  • 失败返回-1;
  • 超时返回0;
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