网络编程Day9_IO多路复用 20240821

news2024/11/26 2:34:20

运行1个服务器和2个客户端实现效果：

服务器和2个客户端互相聊天，服务器和客户端都需要使用select模型去实现

服务器要监视2个客户端是否连接，2个客户端是否发来消息以及服务器自己的标准输入流

客户端要监视服务器是否发来消息以及客户端自己的标准输入流

在不开线程的情况下，实现互相聊天

select_server.c

#include <myhead.h>

typedef struct Msg
{
    int fd;
    char text[128];
} Msg;

// 将新连接生成套接字描述符添加进客户端套接字描述符数组
void insert_client(int *client_arr, int *client_len, int newfd)
{
    client_arr[*client_len] = newfd; // 将新描述符添加到数组
    (*client_len)++;                 // 增加客户端数量
}

// 查找客户端描述符位置下标
int find_client(int *client_arr, int client_len, int newfd)
{
    for (int i = 0; i < client_len; i++)
    {
        if (client_arr[i] == newfd) // 如果找到对应的描述符
        {
            return i; // 返回下标
        }
    }

    return -1; // 未找到，返回-1
}

void remove_client(int *client_arr, int *client_len, int newfd)
{
    int tar = find_client(client_arr, *client_len, newfd); // 查找描述符位置
    if (tar == -1)                                         // 如果未找到
    {
        return; // 直接返回
    }
    int i = -1;
    for (i = tar; i < *client_len - 1; i++)
    {
        client_arr[i] = client_arr[i + 1]; // 移动数组元素
    }
    client_arr[i] = 0; // 清空最后一个元素
    (*client_len)--;   // 减少客户端数量
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    if (argc != 3) // 检查参数数量
    {
        printf("请输入正确的IP地址和端口号\n");
        return -1; // 参数错误，返回-1
    }

    // 1、创建套接字，设置端口号快速重启
    int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建套接字
    if (sfd == -1)                             // 检查套接字创建是否成功
    {
        perror("socket error");
        return -1; // 创建失败，返回-1
    }
    int opt = -1;
    if (setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)) == -1) // 设置套接字选项
    {
        perror("setsockopt error");
        return -1; // 设置失败，返回-1
    }

    // 2、初始化地址信息并绑定
    struct sockaddr_in sin;                                    // 定义地址结构
    sin.sin_family = AF_INET;                                  // IPv4
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);                  // 设置IP地址
    sin.sin_port = htons(atoi(argv[2]));                       // 设置端口号
    if (bind(sfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) == -1) // 绑定套接字
    {
        perror("bind error");
        return -1; // 绑定失败，返回-1
    }

    // 3.监听端口连接
    if (listen(sfd, 128) == -1) // 开始监听
    {
        perror("listen error");
        return -1; // 监听失败，返回-1
    }

    // 4.接收连接请求，创建连接
    fd_set readfds;        // 定义文件描述符集合
    FD_ZERO(&readfds);     // 清空集合
    FD_SET(sfd, &readfds); // 将监听套接字添加到集合
    FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds);
    int client_arr[128] = {0}; // 客户端描述符数组
    int client_len = 0;        // 当前客户端数量

    Msg msg = {0};

    while (1) // 主循环
    {
        fd_set temp = readfds;              // 复制集合
        select(FD_SETSIZE, &temp, 0, 0, 0); // 监视文件描述符
        if (FD_ISSET(sfd, &temp))           // 如果有新连接
        {
            bzero(&msg, sizeof(msg));
            struct sockaddr_in cin;                                     // 定义客户端地址结构
            socklen_t cin_len = sizeof(cin);                            // 地址结构大小
            int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr *)&cin, &cin_len); // 接受连接
            if (newfd == -1)                                            // 检查连接是否成功
            {
                perror("accept error");
                return -1; // 接受失败，返回-1
            }
            printf("新客户端[%d]连接\n", newfd); // 输出连接信息

            msg.fd = newfd;
            strcpy(msg.text, "已上线");
            for (int j = 0; j < client_len; j++)
            {
                int cfd = client_arr[j];
                if (cfd != newfd && cfd != sfd)
                {
                    send(cfd, &msg, sizeof(msg), 0);
                }
            }

            FD_SET(newfd, &readfds);                       // 将新描述符添加到集合
            insert_client(client_arr, &client_len, newfd); // 添加到客户端数组
        }
        else // 处理已连接的客户端
        {
            for (int i = 0; i < client_len; i++)
            {
                int newfd = client_arr[i];  // 获取客户端描述符
                if (FD_ISSET(newfd, &temp)) // 如果有数据可读
                {
                    char buf[128] = "";                      // 缓冲区
                    int res = read(newfd, buf, sizeof(buf)); // 读取数据
                    if (res == 0)                            // 如果客户端断开连接
                    {
                        msg.fd = newfd;
                        strcpy(msg.text, "已下线");
                        printf("客户端[%d]断开连接\n", msg.fd);
                        for (int j = 0; j < client_len; j++)
                        {
                            int cfd = client_arr[j];
                            if (cfd != newfd && cfd != sfd)
                            {
                                send(cfd, &msg, sizeof(msg), 0);
                            }
                        }

                        FD_CLR(newfd, &readfds);                       // 从集合中移除
                        remove_client(client_arr, &client_len, newfd); // 从数组中移除
                        close(newfd); // 关闭描述符
                        break;        // 退出当前循环
                    }
                    printf("客户端[%d]发来消息：%s\n", newfd, buf); // 输出客户端消息

                    msg.fd = newfd;
                    strcpy(msg.text, buf);
                    for (int j = 0; j < client_len; j++)
                    {
                        int cfd = client_arr[j];
                        if (cfd != newfd && cfd != sfd)
                        {
                            send(cfd, &msg, sizeof(msg), 0);
                        }
                    }
                }
                
            }
        }

        if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &temp))
                {
                    bzero(&msg, sizeof(msg));
                    msg.fd = 0;
                    scanf("%s", msg.text);
                    while (getchar() != 10);
                    // 将数据发送给客户端
                    for (int j = 0; j < client_len; j++)
                    {
                        int cfd = client_arr[j];
                        if (cfd != sfd)
                        {
                            send(cfd, &msg, sizeof(msg), 0);
                        }
                    }
                }
    }

    return 0; // 程序结束
}

select_client.c

#include <myhead.h>
#define SER_PORT 6666		   // 服务器端口号
#define SER_IP "192.168.0.222" // 服务器IP地址

typedef struct Msg
{
	int fd;
	char text[128];
} Msg;

int main(int argc, const char *argv[])
{
	if (argc != 3)
	{
		printf("请输入正确的IP地址和端口号\n");
		return -1;
	}

	// 1、创建用于通信的套接字文件描述符
	int cfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (cfd == -1)
	{
		perror("socket error");
		return -1;
	}
	printf("cfd = %d\n", cfd);
	// 将端口号快速重用
	int reuse = 1;
	if (setsockopt(cfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1)
	{
		perror("setsockopt error");
		return -1;
	}
	printf("端口号快速重用成功\n");

	// 2、绑定IP地址和端口号
	// 2.1 填充地址信息结构体
	struct sockaddr_in cin;
	cin.sin_family = AF_INET;
	cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	cin.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	// 2.2 绑定工作
	if (bind(cfd, (struct sockaddr *)&cin, sizeof(cin)) == -1)
	{
		perror("bind error");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");

	// 3、连接到服务器
	// 3.1 填充服务器地址信息结构体
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons(SER_PORT);
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);

	// 3.2 连接服务器
	if (connect(cfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) == -1)
	{
		perror("connect error");
		return -1;
	}
	printf("服务器连接成功\n");

	// 4、数据收发
	char buf[128] = "";
	fd_set readfds;					// 定义文件描述符集合
	FD_ZERO(&readfds);				// 清空集合
	FD_SET(cfd, &readfds);			// 将监听套接字添加到集合
	FD_SET(STDIN_FILENO, &readfds); // 将标准输入添加到集合

	Msg msg = {0};

	while (1)
	{
		bzero(buf, sizeof(buf));
		bzero(&msg, sizeof(msg));
		fd_set temp = readfds;				// 复制集合
		select(FD_SETSIZE, &temp, 0, 0, 0); // 监视文件描述符
		if (FD_ISSET(cfd, &temp))
		{
			int res = recv(cfd, &msg, sizeof(msg), 0);
			if (res == -1)
			{
				perror("revc error");
			}
			else if(res == 0)
			{
				printf("服务器已下线\n");
				break;
			}
			if (msg.fd == 0)
			{
				printf("服务器发来消息: %s\n",msg.text);
			}
			else
			{
				printf("客户端[%d]发来消息: %s\n", msg.fd, msg.text);
			}
		}
		if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &temp))
		{
			bzero(buf, sizeof(buf));
			fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
			buf[strlen(buf) - 1] = 0;
			if (strcmp(buf, "quit") == 0)
			{
				printf("退出成功\n");
				break;
			}
			// 将数据发送给服务器
			send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
		}
	}

	// 5、关闭套接字
	close(cfd);

	return 0;
}

运行效果

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