C语言select方式实现socket实例

本文介绍了一个使用C语言实现的简易非阻塞TCP服务器,该服务器通过select机制监听连接并处理客户端请求。代码展示了如何创建socket、设置非阻塞模式、绑定地址、监听连接以及接受客户端连接。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

server.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <time.h>
#include <sys/select.h>

#define MAX_FD_NUM 3

void setnonblock(int fd) {
    int flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
    if (flag == -1) {
        printf("get fcntl flag %s\n", strerror(errno));
        return;
    }
    int ret = fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);
    if (ret == -1) {
        printf("set fcntl non-blocking %s\n", strerror(errno));
        return;
    }
}

int socket_create(int port) {
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (fd == -1) {
        printf("socket create %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    setnonblock(fd);
    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(port);
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    if (bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
        printf("socket bind %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    if (listen(fd, 20) == -1) {
        printf("socket listen %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }
    return fd;
}

void socket_accept(int fd) {
    int max_fd = fd, i = 0;
    fd_set readfds;
    int clients[MAX_FD_NUM];
    for (; i<MAX_FD_NUM; ++i) {
        clients[i] = -1;
    }
    int client_fd, len;
    while (1) {
        FD_ZERO(&readfds);
        FD_SET(fd, &readfds);
        for (i=0; i<MAX_FD_NUM; ++i) {
            if (clients[i] != -1) {
                FD_SET(clients[i], &readfds);
            }
            if (clients[i] > max_fd) {
                max_fd = clients[i];
            }
        }
        int ret = select(max_fd+1, &readfds, NULL, NULL, NULL);
        if (ret == -1) {
            printf("select %s\n", strerror(errno));
            return;
        }
        if (FD_ISSET(fd, &readfds)) {
            struct sockaddr_in addr;
            memset(&addr, 0, sizeof(addr));
            len = sizeof(addr);
            client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&addr, &len);
            if (client_fd == -1) {
                printf("socket accept %s\n", strerror(errno));
                break;
            }
            for(i=0; i<MAX_FD_NUM; ++i) {
                if (clients[i] == -1) {
                    clients[i] = client_fd;
                    break;
                }
            }
            continue;
        }
        for(i=0; i<MAX_FD_NUM; ++i) {
            if(FD_ISSET(clients[i], &readfds)) {
                char buf[64];
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
                recv(clients[i], buf, sizeof(buf), 0);
                printf("%s", buf);
                close(clients[i]);
                clients[i] = -1;
            }
        }
    }
    close(fd);
}

void server() {
    int fd = socket_create(8080);
    if (fd == -1) {
        printf("socket create fd failed\n");
        return;
    }
    socket_accept(fd);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    server();
    return 0;
}


SelectSocket编程中还是比较重要的,可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序,他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序(所谓阻塞方式block,顾名思义,就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生,如果事件没有发生,进程或线程就被阻塞,函数不能立即返回)。可是使用Select就可以完成非阻塞(所谓非阻塞方式non-block,就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生,一旦执行肯定返回,以返回值的不同来反映函数的执行情况,如果事件发生则与阻塞方式相同,若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生,而进程或线程继续执行,所以效率较高)方式工作的程序,它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。下面详细介绍一下! Select的函数格式(我所说的是Unix系统下的伯克利socket编程,和windows下的有区别,一会儿说明): int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout); 先说明两个结构体: 第一,struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作,比如清空集合FD_ZERO(fd_set *),将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *),将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*),检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。 第二,struct timeval是一个大家常用的结构,用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是毫秒数。 具体解释select的参数: int maxfdp是一个整数值,是指集合中所有文件描述符的范围,即所有文件描述符的最大值加1,不能错!在Windows中这个参数的值无所谓,可以设置不正确。 fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。 fd_set *writefds是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的写变化的,即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了,如果这个集合中有一个文件可写,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可写,如果没有可写的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的写变化。 fd_set *errorfds同上面两个参数的意图,用来监视文件错误异常。 struct timeval* timeout是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态,第一,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;第二,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;第三,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。 返回值: 负值:select错误 正值:某些文件可读写或出错 0:等待超时,没有可读写或错误的文件
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