将服务器select模型设置为非阻塞，处理更多业务

news2024/9/21 22:39:46

timeval结构体在头文件为sys/time.h中，定义如下：

struct timeval {
        long    tv_sec;         /* seconds */
        long    tv_usec;        /* and microseconds */
};

其中tv_sec是秒，tv_usec是微秒（microsecond ），即10-6秒 

》》阻塞和非阻塞
​1、阻塞就是：当某个事件或者任务在执行过程中，它发出一个请求操作，但是由于该请求操作需要的条件不满足，那么就会一直在那等待，直至条件满足；

2、非阻塞就是：当某个事件或者任务在执行过程中，它发出一个请求操作，如果该请求操作需要的条件不满足，会立即返回一个标志信息告知条件不满足，不会一直在那等待。

    这就是阻塞和非阻塞的区别。也就是说阻塞和非阻塞的区别关键在于当发出请求一个操作时，如果条件不满足，是会一直等待还是返回一个标志信息。

​    客户端操作服务器时就会产生这三种文件描述符(简称fd)：writefds(写)、readfds(读)、和exceptfds(异常)。会定时对IO进程查询，没有数据会立即返回。select会阻塞住监视3类文件描述符，等有数据、可读、可写、出异常 或超时、就会返回；返回后通过遍历fdset整个数组来找到就绪的描述符fd，进行对应的IO操作。但是select中的timeval设置成{0，0}；就可以变为非阻塞的，服务器就可以处理更多的事务。

server.cpp

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN //尽力减少一些其他依赖库的引用
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

#include<windows.h>
#include<WinSock2.h>
#include<stdio.h>
#include<vector>
//#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

enum CMD {
	CMD_LOGIN,
	CMD_LOGIN_RESULT,
	CMD_LOGOUT,
	CMD_LOGOUT_RESULT,
	CMD_ERROR
};

struct DataHeader {
	short dataLength;//数据长度
	short cmd;
};

//DataPackage
struct Login:public DataHeader{
	Login() {
		dataLength = sizeof(Login);
		cmd = CMD_LOGIN;
	}
	char userName[32];
	char passWord[32];
};

struct LoginResult :public DataHeader {
	LoginResult() {
		dataLength = sizeof(LoginResult);
		cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};

struct Logout :public DataHeader {
	Logout() {
		dataLength = sizeof(Logout);
		cmd = CMD_LOGOUT;
	}
	char userName[32];
};

struct LogoutResult :public DataHeader {
	LogoutResult() {
		dataLength = sizeof(LogoutResult);
		cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};

std::vector<SOCKET>g_clients;

int processor(SOCKET _cSock) {
	//缓冲区
	char szRecv[1024] = {};
	// 5 接收客户端的数据
	int nLen = recv(_cSock, szRecv, sizeof(DataHeader), 0);
	DataHeader* header = (DataHeader*)szRecv;

	if (nLen <= 0) {
		printf("客户端已退出，任务结束...\n");
		return -1;
	}
	switch (header->cmd) {
	case CMD_LOGIN:
	{
		//因为已经先将header读取出来了，所以需要修改读取位置
		recv(_cSock, szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength - sizeof(DataHeader), 0);
		Login* login = (Login*)szRecv;
		printf("收到命令:CMD_LOGIN 数据长度:%d,userName = %s passWord = %s\n", login->dataLength, login->userName, login->passWord);
		//忽略判断用户密码是否正确的过程
		LoginResult ret;
		send(_cSock, (char*)&ret, sizeof(LoginResult), 0);
	}
	break;
	case CMD_LOGOUT:
	{
		recv(_cSock, szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength - sizeof(DataHeader), 0);
		Logout* logout = (Logout*)szRecv;
		printf("收到命令:CMD_LOGOUT szRecv:%d ,userName = %s \n", logout->dataLength, logout->userName);

		//忽略判断用户密码是否正确的过程
		LogoutResult ret;
		send(_cSock, (char*)&ret, sizeof(LogoutResult), 0);
	}
	break;
	default:
	{
		DataHeader header = { 0,CMD_ERROR };
		send(_cSock, (char*)&header, sizeof(DataHeader), 0);
	}
	break;
	}
}
int main() {
	WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
	WSADATA dat;
	WSAStartup(ver, &dat);
	//----------------------
	
	// -- 用Socket API建立简易TCP服务端
	// 1 建立一个socket 套接字(地址族规范、新套接字的类型规范、要使用的协议 )
	SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	// 2 bind 绑定用于接受客户端连接的网络端口
	sockaddr_in _sin = {};
	_sin.sin_family = AF_INET;
	_sin.sin_port = htons(4567);//host to net unsigned short
	_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;//inet_addr("127.0.0.1");
	//bind(_sock, (sockaddr *)& _sin, sizeof(_sin));//​作用：给socket绑定端口号与具体位置
	if (SOCKET_ERROR == bind(_sock,(sockaddr*)&_sin,sizeof(sockaddr_in))) {
		printf("错误，绑定网络端口失败...\n");
	}
	else {
		printf("绑定网络端口成功...\n");
	}

	// 3 listen 监听网络端口
	//listen(_sock, 5);
	if (SOCKET_ERROR == listen(_sock, 5)) {
		printf("错误，监听网络端口失败...\n");
	}
	else {
		printf("监听网络端口成功...\n");
	}

	while (true) {
		//伯克利 socket 
		fd_set fdRead;
		fd_set fdWrite;
		fd_set fdExp;

		//清理集合
		FD_ZERO(&fdRead);
		FD_ZERO(&fdWrite);
		FD_ZERO(&fdExp);

		//加入集合
		FD_SET(_sock, &fdRead);
		FD_SET(_sock, &fdWrite);
		FD_SET(_sock, &fdExp);

		
		for (int n = (int)g_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
		{
			//判断集合是否在集合中
			FD_SET(g_clients[n], &fdRead);
		}

		//nfds 是一个整数值 是指fd_set集合中所有描述符(socket)的范围，而不是数量
		//既是所有文件描述符最大值+1，在Windwos中这个参数可以写0
		timeval t = { 0,0 };
		int ret = select(_sock + 1, &fdRead, &fdWrite, &fdExp,&t);
		if (ret < 0) {
			printf("select任务结束...\n");
			break;
		}

		if (FD_ISSET(_sock, &fdRead)) {
			FD_CLR(_sock, &fdRead);
			// 4 accept 等待接受客户端连接
			sockaddr_in clientAddr = {};
			int nAddrLen = sizeof(sockaddr_in);
			SOCKET _cSock = INVALID_SOCKET;

			_cSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrLen);
			if (INVALID_SOCKET == _cSock) {
				printf("错误，接收到无效客户端SOCKET...\n");
			}
			g_clients.push_back(_cSock);
			printf("新客户端加入:socket = %d, IP = %s \n", (int)_cSock, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));
		}
		for (int n = 0; n < fdRead.fd_count; n++)
		{
			if (-1 == processor(fdRead.fd_array[n])) {
				auto iter = find(g_clients .begin(), g_clients.end(), fdRead.fd_array[n]);
				if (iter != g_clients.end()) {
					g_clients.erase(iter);
				}
			}
		}
		
	}

	for (int n = (int)g_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
	{
		closesocket(g_clients[n]);
	}

	// 6 关闭套接字closesocket 
	closesocket(_sock);
	//----------------------

	//清除Windows socket环境
	WSACleanup();
	printf("已退出...\n");
	getchar();
	return 0;
}

//严重性	代码	说明	项目	文件	行	禁止显示状态
//错误	C4996	'inet_ntoa': Use inet_ntop() or InetNtop() instead or define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS to disable deprecated API warnings	EasyTcpServer	E : \net_c++\EasyTcpServer\server.cpp	51
//解决方案：#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

client.cpp

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN //尽力减少一些其他依赖库的引用
//#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

#include<windows.h>
#include<WinSock2.h>
//#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#include<stdio.h>

/*
	网络数据报文的格式定义
	报文有两个部分，包头和包体
	包头：描述本次消息包的大小，描述数据的作用
	包体：数据
*/

enum CMD {
	CMD_LOGIN,
	CMD_LOGIN_RESULT,
	CMD_LOGOUT,
	CMD_LOGOUT_RESULT,
	CMD_ERROR
};

struct DataHeader {
	short dataLength;//数据长度
	short cmd;
};

//DataPackage
struct Login :public DataHeader {
	Login() {
		dataLength = sizeof(Login);
		cmd = CMD_LOGIN;
	}
	char userName[32];
	char passWord[32];
};

struct LoginResult :public DataHeader {
	LoginResult() {
		dataLength = sizeof(LoginResult);
		cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};

struct Logout :public DataHeader {
	Logout() {
		dataLength = sizeof(Logout);
		cmd = CMD_LOGOUT;
	}
	char userName[32];
};

struct LogoutResult :public DataHeader {
	LogoutResult() {
		dataLength = sizeof(LogoutResult);
		cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
		result = 0;
	}
	int result;
};

int main() {
	WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
	WSADATA dat;
	WSAStartup(ver, &dat);
	//----------------------
	
	//-- 用Socket API建立简易TCP客户端
	// 1 建立一个Socket
	SOCKET _sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if (INVALID_SOCKET == _sock) {
		printf("错误，建立Socket失败...\n");
	}
	else {
		printf("建立Socket成功...\n");
	}
	// 2 连接服务器 connect
	sockaddr_in _sin = {};
	_sin.sin_family = AF_INET;
	_sin.sin_port = htons(4567);
	_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	int ret = connect(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(sockaddr_in));
	if (SOCKET_ERROR == ret) {
		printf("错误，连接服务器失败...\n");
	}
	else {
		printf("连接服务器成功...\n");
	}

	while (true) {
		//3 输入请求命令
		char cmdBuf[128] = {};
		scanf("%s",cmdBuf);
		//4 处理请求命令
		if (0 == strcmp(cmdBuf, "exit")) {
			printf("收到exit命令,任务结束...\n");
			break;
		}
		else if(0 == strcmp(cmdBuf,"login")) {
			Login login;
			strcpy(login.userName, "呵呵哒！");
			strcpy(login.passWord, "123456");
			//5 向服务器发送请求命令
			send(_sock, (const char*)&login, sizeof(Login), 0);
			
			//接收服务器返回的数据
			LoginResult loginResult = {};
			recv(_sock,(char *)&loginResult,sizeof(LoginResult),0);
			printf("loginResult:%d \n", loginResult.result);
		}
		else if (0 == strcmp(cmdBuf, "logout")) {
			Logout logout;
			strcpy(logout.userName, "呵呵哒！");
			//5 向服务器发送请求命令
			send(_sock, (const char*)&logout, sizeof(Logout), 0);

			//接收服务器返回的数据
			LogoutResult logoutResult = {};
			recv(_sock, (char*)&logoutResult, sizeof(LogoutResult), 0);
			printf("logoutResult:%d \n", logoutResult.result);
		}
		else {
			printf("不支持的命令,请您重新输入...\n");
		}
	}
	
	// 4关闭套接字 closesocket
	closesocket(_sock);
	
   //---------------------- 
	//清除Windows socket环境
	WSACleanup();
	printf("已退出...");
	getchar();
	return 0;
}

//严重性	代码	说明	项目	文件	行	禁止显示状态
//错误	C4996	'inet_addr': Use inet_pton() or InetPton() instead or define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS to disable deprecated API warnings	EasyTcpClient	E : \net_c++\EasyTcpClient\client.cpp	26

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