16 IO分离的其他说明

最新推荐文章于 2022-03-27 14:57:21 发布

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TCP/IP网络编程，尹圣雨专栏收录该内容

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本文介绍了TCP编程中IO流分离的两种方法：通过fork区分文件描述符和使用fdopen创建FILE指针。讨论了流分离带来的好处，如降低实现难度和提高缓冲性能，并解决了因关闭任一流而导致连接终止的问题。提供了复制文件描述符实现半关闭状态的示例代码。

1. IO流分离方式：

a. 第十章TCP IO routine分离，通过fork文件描述符区分输入输出，虽然文件描述符不会根据输入、输出进行区分，但是分开了两个文件描述符的用途；

b. 第十五章调用fdopen创建FILE指针，分离输入工具和输出工具。

2. 分离流的好处：

//第十章

a. 通过分开输入过程和输出过程降低实现难度；

b. 与输入无关的输出操作可以提高速度；

//第十五章

a. 将FILE指针按读模式、写模式加以区分；

b. 可以通过区分读写模式降低难度；

c. 通过区分IO缓冲提高缓冲性能；

3. 第十五章流分离的问题

读模式FILE指针、写模式FILE指针都是基于同一个文件描述符创建的，fclose关闭任意一个，都将关闭文件描述符，套接字终止。

4. 解决如上问题，只需在创建FILE指针前复制文件描述符。

复制文件描述符的方法dup/dup2:

#include <unistd.h>

int dup(int fildes)
int dup2(int fildes, int fildes2)

成功时返回复制的文件描述符，失败返回-1

fildes：需要复制的文件描述符
filders2：明确指定的文件描述符整数值

5. 复制文件描述符进行半关闭示例

server.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char * argv[]){
	int serv_sock,clnt_sock;
	FILE *readfp;
	FILE *writefp;
	struct sockaddr_in serv_adr,clnt_adr;
	socklen_t clnt_adr_sz;
	char buf[BUF_SIZE];

	serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);

	memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family = AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
	serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

	bind(serv_sock,(struct sockaddr *)&serv_adr,sizeof(serv_adr));

	listen(serv_sock,5);

	clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);

	clnt_sock = accept(serv_sock,(struct sockaddr *)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);

	readfp = fdopen(clnt_sock,"r");
	writefp = fdopen(dup(clnt_sock),"w");

	fputs("from server: Hi~ client? \n",writefp);
	fputs("I love all the world! \n",writefp);
	fflush(writefp);

	shutdown(fileno(writefp),SHUT_WR);

	fclose(writefp);
	fgets(buf,sizeof(buf),readfp);
	fputs(buf,stdout);

	fclose(readfp);

	return 0;
}

执行结果：

无论复制出多少文件描述符，均应调用shutdown函数发送EOF并进入半关闭状态。

alex@alex-virtual-machine:/extra/tcpip/16$ ./client 127.0.0.1 9190
from server: Hi~ client?
I love all the world!

client.c：

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

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char * argv[]){
	int sock;
	FILE *readfp;
	FILE *writefp;
	struct sockaddr_in serv_adr;
	socklen_t clnt_adr_sz;
	char buf[BUF_SIZE];

	sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);

	memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family = AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
	serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

	connect(sock,(struct sockaddr *)&serv_adr,sizeof(serv_adr));

	readfp = fdopen(sock,"r");
	writefp = fdopen(sock,"w");

	while(1){
	    if(fgets(buf,sizeof(buf),readfp) == NULL){
		break;
	    }

	    fputs(buf,stdout);
    	    fflush(stdout);
	}

	fputs("from client: thank you\n",writefp);
	fflush(writefp);
	fclose(readfp);
	fclose(writefp);

	return 0;
}

执行结果：

alex@alex-virtual-machine:/extra/tcpip/16$ ./server 9190
from client: thank you