Linux系统环境下的Socket编程详细解析-2
面向连接的Socket实例
代码实例中的服务器通过socket连接向客户端发送字符串"Hello, you are connected!"。只要在服务器上运行该服务器软件，在客户端运行客户软件，客户端就会收到该字符串。
该服务器软件代码如下：
#include #include #include #include #include #include #include #include #define SERVPORT 3333 /*服务器监听端口号 */ #define BACKLOG 10 /* 最大同时连接请求数 */ main() { int sockfd,client_fd; /*sock_fd：监听socket；client_fd：数据传输socket */ struct sockaddr_in my_addr; /* 本机地址信息 */ struct sockaddr_in remote_addr; /* 客户端地址信息 */ if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { perror("socket创建出错！"); exit(1); } my_addr.sin_family=AF_INET; my_addr.sin_port=htons(SERVPORT); my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bzero(&(my_addr.sin_zero),8); if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) \ == -1) { perror("bind出错！"); exit(1); } if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) { perror("listen出错！"); exit(1); } while(1) { sin_size = sizeof(struct sockaddr_in); if ((client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, \ &sin_size)) == -1) { perror("accept出错"); continue; } printf("received a connection from %s\n", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr)); if (!fork()) { /* 子进程代码段 */ if (send(client_fd, "Hello, you are connected!\n", 26, 0) == -1) perror("send出错！"); close(client_fd); exit(0); } close(client_fd); } } }
服务器的工作流程是这样的：首先调用socket函数创建一个Socket，然后调用bind函数将其与本机地址以及一个本地端口号绑定，然后调用listen在相应的socket上监听，当accpet接收到一个连接服务请求时，将生成一个新的 socket。服务器显示该客户机的IP地址，并通过新的socket向客户端发送字符串"Hello，you are connected!"。最后关闭该socket。
代码实例中的fork()函数生成一个子进程来处理数据传输部分，fork()语句对于子进程返回的值为0。所以包含fork函数的if语句是子进程代码部分，它与if语句后面的父进程代码部分是并发执行的。
客户端程序代码如下：
#include #include #include #include #include #include #include #include #define SERVPORT 3333 #define MAXDATASIZE 100 /*每次最大数据传输量 */ main(int argc, char *argv[]){ int sockfd, recvbytes; char buf[MAXDATASIZE]; struct hostent *host; struct sockaddr_in serv_addr; if (argc < 2) { fprintf(stderr,"Please enter the server's hostname!\n"); exit(1); } if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) { herror("gethostbyname出错！"); exit(1); } if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ perror("socket创建出错！"); exit(1); } serv_addr.sin_family=AF_INET; serv_addr.sin_port=htons(SERVPORT); serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); bzero(&(serv_addr.sin_zero),8); if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, \ sizeof(struct sockaddr)) == -1) { perror("connect出错！"); exit(1); } if ((recvbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) ==-1) { perror("recv出错！"); exit(1); } buf[recvbytes] = '\0'; printf("Received: %s",buf); close(sockfd); }
客户端程序首先通过服务器域名获得服务器的IP地址，然后创建一个socket，调用connect函数与服务器建立连接，连接成功之后接收从服务器发送过来的数据，最后关闭socket。
函数gethostbyname()是完成域名转换的。由于IP地址难以记忆和读写，所以为了方便，人们常常用域名来表示主机，这就需要进行域名和IP地址的转换。函数原型为：
struct hostent *gethostbyname(const char *name); 函数返回为hosten的结构类型，它的定义如下： struct hostent { char *h_name; /* 主机的官方域名 */ char **h_aliases; /* 一个以NULL结尾的主机别名数组 */ int h_addrtype; /* 返回的地址类型，在Internet环境下为AF-INET */ int h_length; /* 地址的字节长度 */ char **h_addr_list; /* 一个以0结尾的数组，包含该主机的所有地址*/ }; #define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一个地址*/
当 gethostname()调用成功时，返回指向struct hosten的指针，当调用失败时返回-1。当调用gethostbyname时，你不能使用perror()函数来输出错误信息，而应该使用herror()函数来输出。
无连接的客户/服务器程序的在原理上和连接的客户/服务器是一样的，两者的区别在于无连接的客户/服务器中的客户一般不需要建立连接，而且在发送接收数据时，需要指定远端机的地址。
阻塞和非阻塞
阻塞函数在完成其指定的任务以前不允许程序调用另一个函数。例如，程序执行一个读数据的函数调用时，在此函数完成读操作以前将不会执行下一程序语句。当服务器运行到accept语句时，而没有客户连接服务请求到来，服务器就会停止在accept语句上等待连接服务请求的到来。这种情况称为阻塞（blocking）。而非阻塞操作则可以立即完成。比如，如果你希望服务器仅仅注意检查是否有客户在等待连接，有就接受连接，否则就继续做其他事情，则可以通过将Socket设置为非阻塞方式来实现。非阻塞socket在没有客户在等待时就使accept调用立即返回。
#include
#include
……
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
fcntl(sockfd,F_SETFL,O_NONBLOCK)；
……
通过设置socket为非阻塞方式，可以实现"轮询"若干Socket。当企图从一个没有数据等待处理的非阻塞Socket读入数据时，函数将立即返回，返回值为-1，并置errno值为EWOULDBLOCK。但是这种"轮询"会使CPU处于忙等待方式，从而降低性能，浪费系统资源。而调用select()会有效地解决这个问题，它允许你把进程本身挂起来，而同时使系统内核监听所要求的一组文件描述符的任何活动，只要确认在任何被监控的文件描述符上出现活动，select()调用将返回指示该文件描述符已准备好的信息，从而实现了为进程选出随机的变化，而不必由进程本身对输入进行测试而浪费CPU开销。Select函数原型为:
int select(int numfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds，
fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout);
其中readfds、writefds、exceptfds分别是被select()监视的读、写和异常处理的文件描述符集合。如果你希望确定是否可以从标准输入和某个socket描述符读取数据，你只需要将标准输入的文件描述符0和相应的sockdtfd加入到readfds集合中；numfds的值是需要检查的号码最高的文件描述符加1，这个例子中numfds的值应为sockfd+1；当select返回时，readfds将被修改，指示某个文件描述符已经准备被读取，你可以通过FD_ISSSET()来测试。为了实现fd_set中对应的文件描述符的设置、复位和测试，它提供了一组宏：
FD_ZERO(fd_set *set)----清除一个文件描述符集；
FD_SET(int fd,fd_set *set)----将一个文件描述符加入文件描述符集中；
FD_CLR(int fd,fd_set *set)----将一个文件描述符从文件描述符集中清除；
FD_ISSET(int fd,fd_set *set)----试判断是否文件描述符被置位。
Timeout参数是一个指向struct timeval类型的指针，它可以使select()在等待timeout长时间后没有文件描述符准备好即返回。struct timeval数据结构为：
struct timeval {
int tv_sec; /* seconds */
int tv_usec; /* microseconds */ };
POP3客户端实例
下面的代码实例基于POP3的客户协议，与邮件服务器连接并取回指定用户帐号的邮件。与邮件服务器交互的命令存储在字符串数组POPMessage中，程序通过一个do-while循环依次发送这些命令。
#include #include #include #include #include #include #include #include #define POP3SERVPORT 110 #define MAXDATASIZE 4096 main(int argc, char *argv[]){ int sockfd; struct hostent *host; struct sockaddr_in serv_addr; char *POPMessage[]={ "USER userid\r\n", "PASS password\r\n", "STAT\r\n", "LIST\r\n", "RETR 1\r\n", "DELE 1\r\n", "QUIT\r\n", NULL }; int iLength; int iMsg=0; int iEnd=0; char buf[MAXDATASIZE]; if((host=gethostbyname("your.server"))==NULL) { perror("gethostbyname error"); exit(1); } if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ perror("socket error"); exit(1); } serv_addr.sin_family=AF_INET; serv_addr.sin_port=htons(POP3SERVPORT); serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); bzero(&(serv_addr.sin_zero),8); if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1){ perror("connect error"); exit(1); } do { send(sockfd,POPMessage[iMsg],strlen(POPMessage[iMsg]),0); printf("have sent: %s",POPMessage[iMsg]); iLength=recv(sockfd,buf+iEnd,sizeof(buf)-iEnd,0); iEnd+=iLength; buf[iEnd]='\0'; printf("received: %s,%d\n",buf,iMsg); iMsg++; } while (POPMessage[iMsg]); close(sockfd); }