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linux高級編程day11 筆記 (轉)

Posted on 2013-01-13 11:04 鑫龍閱讀(405) 評論(0) 編輯收藏引用所屬分類: 楊強linux視頻筆記系列

回顧：
  多進程的問題：數據共享。
  多進程的問題：進程的上下文環境(context)
          文件描述符號是整數以及對應上下文環境
  多進程的問題：上下文環境共享

一.SELECT TCP服務器編程模式
1.select函數
  int select(
   int fds,//建議是監控的文件描述符號的最大值+1
   fd_set *readfds,//讀文件描述符號集合
           //該參數既是輸入，也是輸出
           //輸入：被監控的描述符號
           //輸出：有數據的描述符號
   fd_set *writefds,
   fd_set *errfds,
   struct timeval*timeout);//指定阻塞時間限制
               //為NULL,永久
  返回：
    >0:發生改變的文件描述符號個數
    =0:時間限制過期
    =-1:異常

//select用法
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
main()
{
    fd_set fds;
    int r;
    char buf[100];
    while(1)
    {
        FD_ZERO(&fds);  //清空
        FD_SET(0,&fds);  //將描述符0加入
        r=select(1,&fds,0,0,0);  //監控
        printf("有數據輸入!\n");
        r=read(0,buf,99);
    }
}

2.IO能否發出信號？
異步IO就是通過信號工作.
3.應用使用select
4.使用select實現TCP的多客戶連接與處理
看個小例子：

//chatServer.c
//聊天服務器端
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/select.h>
main()
{
    int sfd;//服務器描述符號
    int fdall[100];//客戶描述符號
    int count;//客戶個數
    int r;//返回值（異常處理）
    struct sockaddr_in dr;//IP地址與端口
    fd_set fds;//被select監控的描述符號集合
    int maxfd;//最大文件描述符號
    int i,j;//循環變量
    char buf[1024];//客戶聊天數據

    //1.建立socket
    sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);
    printf("socket ok!\n");
    //2.綁定地址與端口
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(8866);
    inet_aton("192.168.180.92",&dr.sin_addr);
    r=bind(sfd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),close(sfd),exit(-1);
    printf("bind ok!\n");
    //3.監聽
    r=listen(sfd,10);
    if(r==-1) printf("3:%m\n"),close(sfd),exit(-1);
    printf("listen ok!\n");
    //初始化
    count=0;
    maxfd=0;
    FD_ZERO(&fds);
    for(i=0;i<100;i++)
    {
        fdall[i]=-1;
    }
    while(1)
    {
        //4.構造監聽的描述符號集合
        //4.1.清空
        FD_ZERO(&fds);
        maxfd=0;
        //4.2.加入服務器描述符號
        FD_SET(sfd,&fds);
        maxfd=maxfd>=sfd?maxfd:sfd;
        //4.3.加入客戶描述符號
        for(i=0;i<count;i++)
        {
            if(fdall[i]!=-1)
            {
                FD_SET(fdall[i],&fds);
                maxfd=maxfd>=fdall[i]?maxfd:fdall[i];
            }
        }
        //5.使用select循環控制描述符號集合
        r=select(maxfd+1,&fds,0,0,0);
        if(r==-1)
        {
            printf("服務器崩潰!\n");
            break;
        }
        //6.分兩種情況處理:
        //6.1.有客戶連接:服務器描述符號
        if(FD_ISSET(sfd,&fds))
        {
            fdall[count]=accept(sfd,0,0);
            if(fdall[count]==-1)
            {
                printf("服務器崩潰!\n");
                //釋放所有客戶
                break;
            }
            printf("有客戶連接!\n");
            count++;
        }
        //6.2.有客戶發送數據:客戶描述符號
        for(i=0;i<count;i++)
        {
            //判定改變描述符號是否存在
            if( fdall[i]!=-1 &&
                FD_ISSET(fdall[i],&fds))
            {
                //讀取數據
                r=recv(fdall[i],buf,1023,0);
                if(r==0){
                    printf("有客戶退出!\n");
                    close(fdall[i]);
                    fdall[i]=-1;
                }
                if(r==-1){
                    printf("網絡故障!\n");
                    close(fdall[i]);
                    fdall[i]=-1;
                }
                if(r>0)
                {
                    //廣播數據
                    buf[r]=0;
                    printf("廣播數據:%s\n",buf);
                    for(j=0;j<count;j++)
                    {
                        if(fdall[j]!=-1)
                        {
                            send(fdall[j],buf,r,0);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

5.poll模式
  int poll(
    struct pollfd *fds,//監控的描述符號
    int nfds,//監控的描述符號的個數
    int timeout ); //阻塞超時

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/poll.h>
main()
{
    struct pollfd fds[1];
    int r;
    char buf[100];

    fds[0].fd=0;
    fds[0].events=POLLIN;
    while(1)
    {

        r=poll(fds,1,-1);
        if(fds[0].revents & POLLIN)
        {
            printf("有數據輸入!\n");
            r=read(0,buf,99);
        }
    }
}

二.Socket選項設置
  1.socket有哪些選項可以設置
     ARP
      |
     IP
      |
  |-----------------|
  UDP            TCP
  通用選項:
    SOL_SOCKET
      SO_BROADCAST  廣播
      SO_RCVBUF    描述符號的緩沖的大小
      SO_SNDBUF    描述符號的緩沖的大小
      SO_REUSEADDR  地址反復綁定
      SO_TYPE     描述符號類型SOCK_STREAM SOCK_DGRAM?
  ICMP選項
    IPPTOTO_ICMP
      ICMP_FILTER
  IP選項(干預系統生成IP頭)
    IPPROTO_IP
      ......
      ......
  UDP選項
    IPPROTO_UDP
      ......

  TCP選項
    IPPROTO_TCP
      ......
  setsockopt設置選項
  getsockopt獲取選項
案例：
  判定一個socket的數據類型AF_INET:SOCK_STREAM SOCK_DGRAM SOCK_RAW

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

main()
{
    int fd;
    int type;
    int len;
    len=sizeof(type);

    fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    getsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_TYPE,&type,&len);

    printf("%u:%u\n",SOCK_STREAM,type);
    if(type & SOCK_STREAM)
    {
        printf("流!\n");
    }
    if(type & SOCK_DGRAM)
    {
        printf("報文!\n");
    }
}

//獲得緩沖大小
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

main()
{
    int fd;
    int type;
    int len;
    len=sizeof(type);

    fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    getsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&type,&len);  //在這里把參數SO_TYPE變成SO_RCVBUF即可
    printf("緩沖大小:%u\n",type);
}

案例：
  使用選項進行數據廣播.
  cast_A發送
    建立socket
    設置廣播選項
    發送數據(廣播方式發送)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
main()
{
    int fd;
    int opt=1;
    int r;
    struct sockaddr_in dr;

    //1.選項設置
    fd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(fd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);

    r=setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,
                &opt,sizeof(opt));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1);
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(9999);
    //2.使用廣播IP地址
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.255");

    r=sendto(fd,"Hello",5,0,
        (struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(fd==-1) printf("3:%m\n");

    close(fd);
}

case_B接收
    建立socket
    設置地址可重用選項
    綁定地址
    接收數據

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
main()
{
    int fd;
    int opt=1;
    char buf[100];
    int r;
    struct sockaddr_in dr;

    fd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(fd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);
    //1.選項
    r=setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,
                &opt,sizeof(opt));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1);

    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(9999);
    //2.廣播地址
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.255");

    r=bind(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1);

    r=recv(fd,buf,100,0);
    if(r>0)
    {
        buf[r]=0;
        printf("廣播數據：%s\n",buf);
    }
    close(fd);

}

三.OOB數據(TCP)
  優先數據(帶外數據)
  send(,MSG_OOB);
  recv(,MSG_OOB);
案例：
  oob_server.c
     recv MSG_OOB
  oob_client.c
     send MSG_OOB

//oobServer
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
int fd,cfd;
void handle(int s)
{

    char data[100];
    int r;
    if(s==SIGURG)
    {
        r=recv(cfd,data,100,MSG_OOB);

        data[r]=0;
        printf("$$%s\n",data);
    }
}
main()
{

    int opt=1;
    char buf[100];
    int r;
    struct sockaddr_in dr;

    fd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);
    printf("1\n");
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(10000);
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92");

    r=bind(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1);
    printf("2\n");
    r=listen(fd,10);
    if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1);
    printf("3\n");
    signal(SIGURG,handle);
    cfd=accept(fd,0,0);
    fcntl(cfd,F_SETOWN,getpid());
    if(cfd==-1) printf("4:%m\n"),exit(-1);
    printf("4\n");
    while(1)
    {
        r=recv(cfd,buf,100,0);
        if(r>0)
        {
            buf[r]=0;
            printf("接收數據：%s\n",buf);
        }
        else
        {
            break;
        }
    }
    close(cfd);
    close(fd);

}

//oobClient
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
main()
{
    int fd;
    int opt=1;
    char buf[100];
    int r;
    struct sockaddr_in dr;
    fd_set fds;

    fd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);
    printf("1\n");
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(10000);
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92");

    r=connect(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1);
    while(1)
    {
        FD_ZERO(&fds);
        FD_SET(fd,&fds);
        select(fd+1,0,&fds,0,0);
        send(fd,"Hello",5,MSG_OOB);
    }
    close(fd);

}

OOB總結：
  1.OOB數據只能一個字符
  2.普通數據使用一般方式接收與發送，OOB數據使用MSG_OOB接收與發送
  3.一個數據使用MSG_OOB，則最后一個是OOB，其他非OOB數據
  4.問題：OOB數據是優先數據。優先體現在什么地方？接收OOB數據的時候，會產生一個URG信號

四.HTTP協議以及應用
1.HTTP協議版本HTTP1.0 HTTP1.1
2.HTTP是應用協議
3.HTTP協議分成：
    請求協議
    響應協議
4.請求協議的格式：
   請求行(請求方法請求資源協議版本)
   請求體（請求頭:請求值）
   空行
   數據(querystring:key=value&key=value)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

main()
{
    int fd;
    struct sockaddr_in dr;
    char strreq[1024];
    char buf[10*1024];
    int r;
    //建立socket
    fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

    //連接服務器192.168.0.72
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(80);
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.72");
    r=connect(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));


    //構建http請求字符串
    sprintf(strreq,
        "GET /index.php HTTP/1.1\r\n"
        "Host: 192.168.0.72:80\r\n"
        "User-Agent: Tarena5.0\r\n"
        "Accept: text/html,image/png\r\n"
        "Accept-Language: zh-cn\r\n"
        "Accept-Charset: gb2312,utf-8\r\n"
        "Keep-Alive: 300\r\n"
        "Connection: keep-alive\r\n"
        "\r\n");
    //發送http請求字符串
    r=send(fd,strreq,strlen(strreq),0);
    //等待服務器響應
    //while(1)
    //{
        r=recv(fd,buf,1024,0);
        //if(r<=0) break;
        printf("========================\n");
        printf("%s\n",buf);
        printf("========================\n");
    //}
    close(fd);
}

5.響應協議的格式
   響應行(協議版本響應碼響應碼的文本描述)
   響應體(響應頭: 響應值)
   空行
   數據（普通數據/分塊數據）

響應碼：
   1XX 正在處理
   2XX  響應成功（200表示完全成功）
   3XX  繼續處理
   4XX  客戶錯誤
   5XX  服務器錯誤

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
int fd,cfd;
main()
{
    char buf[1024];
    int r;
    struct sockaddr_in dr;
    char strres[1024];

    fd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(fd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1);
    printf("1\n");
    dr.sin_family=AF_INET;
    dr.sin_port=htons(10000);
    dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92");

    r=bind(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr));
    if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1);
    printf("2\n");
    r=listen(fd,10);
    if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1);
    printf("3\n");
    cfd=accept(fd,0,0);
    if(cfd==-1) printf("4:%m\n"),exit(-1);
    printf("4\n");
    sprintf(strres,
        "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
        "Server: tarena2.0\r\n"
        "Content-Type: text/html\r\n"
        "Content-Length: 28\r\n"
        "Connection: keep-alive\r\n"
        "\r\n"
        "<font color=red>靚崽!</font>");
    while(1)
    {
        r=recv(cfd,buf,1024,0);
        if(r>0)
        {
            buf[r]=0;
            printf("接收數據：%s\n",buf);
            send(cfd,strres,strlen(strres),0);
        }
        else
        {
            break;
        }

    }
    close(cfd);
    close(fd);
}

五.ioctl函數
實現ifconfig工具

總結:
  重點:
    select
    廣播

  了解:
    OOB數據
    HTTP協議

  應用:
    獨立編寫TCP服務器端的select模式
    編寫廣播
    能夠請求一個網頁,并且解析響應
作業:
  1.把聊天程序使用poll實現
  2.使用UDP的廣播,發送一個文件
  3.隨意挑選網站,把主頁下載并保存成html文件

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