1.tcp状态
概念图
简化图
简化图未考虑特殊情况
netstat 命令（了解)
2.半关闭状态
半关闭
主动方不可以在应用层发送数据，但是可以读数据 FIN WAIT 2 阶段
半关闭函数
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd, int how);
sockfd: 需要关闭的socket的描述符
how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
SHUT_RD(0)： 关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
该套接字不再接收数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发出写操作。
SHUT_RDWR(2): 关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以SHUT_WR。
可以 文件操作
直接更改文件的读写权限，我用该函数关闭了文件描述符,其他获取相同文件 但是不同描述符的照样不能读写
3.心跳包
如果对方异常断开,本机检测不到,一直等待,浪费资源
需要设置tcp的保持连接,作用就是每隔一定的时间间隔发送探测分节,如果连续发送多个探测分节对方还未回,就将次连接断开
int keepAlive = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void*)&keepAlive, sizeof(keepAlive));
心跳包: 最小粒度
乒乓包: 携带比较多的数据的心跳包
4.设置端口复用
2msl 端口占用
端口复用使端口重新启用
int opt = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
注意: 程序中设置某个端口重新使用,在这之前的其他网络程序将不能使用这个端口
5.三种对信息处理方式
多路IO转接技术
高并发服务器
线程 ->栈
1.阻塞等待
消耗资源
2.非阻塞忙轮询
消耗CPU
3.多路IO转接技术
内核:监听事件 监听文件描述符变化（读 写缓冲区）
内核：poll epoll select
poll epoll select
win ->select 跨平台
poll ->少用
epoll->linux 利用
6.select api
\#include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
\#include <sys/time.h>
\#include <sys/types.h>
\#include <unistd.h>
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
功能: 监听多个文件描述符的属性变化(读,写,异常)
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);
参数:
nfds : 最大文件描述符+1
readfds : 需要监听的读的文件描述符存放集合
writefds :需要监听的写的文件描述符存放集合 NULL
exceptfds : 需要监听的异常的文件描述符存放集合 NULL
timeout: 多长时间监听一次 固定的时间,限时等待 NULL 永久监听
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */ 秒
long tv_usec; /* microseconds */微妙
};
返回值: 返回的是变化的文件描述符的个数
注意: 变化的文件描述符会存在监听的集合中,未变化的文件描述符会从集合中删除
内核中pCB表中文件描述符 以位图存在
7.select原理
8.select代码
void prtip(struct sockaddr_in* cliaddr)
{
char ip[16] = "";
printf("主机 ip=%s port=%d 即将链接\n", inet_ntop(AF_INET, &(cliaddr->sin_addr.s_addr), ip, 16),
ntohs(cliaddr->sin_port));
}
void prtiplk(struct sockaddr_in* cliaddr)
{
char ip[16] = "";
printf("主机 ip=%s port=%d 即将断开\n", inet_ntop(AF_INET, &(cliaddr->sin_addr.s_addr), ip, 16),
ntohs(cliaddr->sin_port));
}
int main()
{
//
// fd_set *readfds
fd_set newreadfds;
fd_set oldreadfds;
//创建套接字
printf("请输入服务器端口号\n");
char buf[8] = "";
read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
printf(" \n");
printf("等待客户端链接\n");
int port = atoi((char*)buf);
//创建 绑定
int lfd = tcp4bind(port, NULL);
//监听
Listen(lfd, 128);
int maxfd = lfd;//最大文件描述符号
//提取 前置处理
//清空监听的文件描述符集合 fd_set newreadfds;
// fd_set oldreadfds;
FD_ZERO(&oldreadfds);
FD_ZERO(&newreadfds);
//添加进入 old集合 原置集合
//new 接收有数据的文件描述符集合
FD_SET(lfd, &oldreadfds);
struct sockaddr_in as;
socklen_t len = sizeof(&as);
while (1)
{
newreadfds = oldreadfds;
//开始处理
int n = select(maxfd + 1, &newreadfds, NULL, NULL, NULL);
//根据N的大小来判断是否有数据收取
if (n == 0)
{
//继续下一次循环
continue;
}
else if (n > 0)
{
//判断是要提取 还是其他
//lfd变化 代表有新的主机要链接
if (FD_ISSET(lfd, &newreadfds))
{
int cfd = Accept(lfd, (struct sockaddr*)&as, &len);
prtip(&as);
FD_SET(cfd, &oldreadfds);
//更新maxfd
if (cfd > maxfd)
{
//防止释放后获得更小的
maxfd = cfd;
}
if (--n == 0)
{
// 如果只有一个继续监听
continue;
}
//多个集合开始读 判断拿下cfd变化 遍历lfd之后的文件描述符是否在rset集合中,如果在则cfd变化
}
for (int i = lfd + 1; i <= maxfd; i++)
{
if (FD_ISSET(i, &newreadfds))
{
char buf[1500] = "";
int ret = Read(i, buf, sizeof(buf));
if (ret < 0)//出错,将cfd关闭,从oldset中删除cfd
{
perror("");
close(i);
FD_CLR(i, &oldreadfds);
continue;
}
else if (ret == 0)
{
printf("客户端%d 即将断开链接\n",i);
close(i);
FD_CLR(i, &oldreadfds);
}
else
{
printf("客户端%d :%s\n", i,buf);
}
}
}
}
}//while循环结束
return 0;
}
9.select 缺点
优点：跨平台
缺点
文件描述符1024限制 由于宏限制 需要重新编译内核
只是返回文件描述符个数 具体变化要遍历
每次都要从应用层拷贝至内核
特殊案例解决
假设 4-1023文件描述符需要监听 但是5-1000这些被关闭了
假设4-1023文件描述符需要监听，但是只有5-1000发来信息
大量并发 少量活跃 效率低
select 数组法
#define SERV_PORT 8888
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, j, n, maxi;
int nready, client[FD_SETSIZE]; /* 自定义数组client, 防止遍历1024个文件描述符 FD_SETSIZE默认为1024 */
int maxfd, listenfd, connfd, sockfd;
char buf[BUFSIZ], str[INET_ADDRSTRLEN]; /* #define INET_ADDRSTRLEN 16 */
struct sockaddr_in clie_addr, serv_addr;
socklen_t clie_addr_len;
fd_set rset, allset; /* rset 读事件文件描述符集合 allset用来暂存 */
listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//端口复用
int opt = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family= AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port= htons(SERV_PORT);
Bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
Listen(listenfd, 128);
maxfd = listenfd; /* 起初 listenfd 即为最大文件描述符 */
maxi = -1; /* 将来用作client[]的下标, 初始值指向0个元素之前下标位置 */
for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
client[i] = -1; /* 用-1初始化client[] */
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listenfd, &allset); /* 构造select监控文件描述符集 */
while (1) {
rset = allset; /* 每次循环时都从新设置select监控信号集 */
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL); //2 1--lfd 1--connfd
if (nready < 0)
perr_exit("select error");
if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /* 说明有新的客户端链接请求 */
clie_addr_len = sizeof(clie_addr);
connfd = Accept(listenfd, (struct sockaddr *)&clie_addr, &clie_addr_len); /* Accept 不会阻塞 */
printf("received from %s at PORT %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &clie_addr.sin_addr, str, sizeof(str)),
ntohs(clie_addr.sin_port));
for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
if (client[i] < 0) { /* 找client[]中没有使用的位置 */
client[i] = connfd; /* 保存accept返回的文件描述符到client[]里 */
break;
}
if (i == FD_SETSIZE) { /* 达到select能监控的文件个数上限 1024 */
fputs("too many clients\n", stderr);
exit(1);
}
FD_SET(connfd, &allset); /* 向监控文件描述符集合allset添加新的文件描述符connfd */
if (connfd > maxfd)
maxfd = connfd; /* select第一个参数需要 */
if (i > maxi)
maxi = i; /* 保证maxi存的总是client[]最后一个元素下标 */
if (--nready == 0)
continue;
}
for (i = 0; i <= maxi; i++) { /* 检测哪个clients 有数据就绪 */
if ((sockfd = client[i]) < 0)
continue;//数组内的文件描述符如果被释放有可能变成-1
if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) {
if ((n = Read(sockfd, buf, sizeof(buf))) == 0) { /* 当client关闭链接时,服务器端也关闭对应链接 */
Close(sockfd);
FD_CLR(sockfd, &allset); /* 解除select对此文件描述符的监控 */
client[i] = -1;
} else if (n > 0) {
for (j = 0; j < n; j++)
buf[j] = toupper(buf[j]);
Write(sockfd, buf, n);
Write(STDOUT_FILENO, buf, n);
}
if (--nready == 0)
break; /* 跳出for, 但还在while中 */
}
}
}
Close(listenfd);
return 0;
}
