【文章內(nèi)容簡介】 簡單，速度很快 ，缺點(diǎn)也由于 這個(gè)原因?qū)е峦綇?fù)雜 ；雖然 占用內(nèi)存少，切換簡單， 但是 CPU 利用率高 ， 編程復(fù)雜，調(diào)試復(fù)雜 ； 一個(gè)線程 死掉 將導(dǎo)致整個(gè)進(jìn)程 失去功能。 通過以上兩種方案的比較 ，考慮適用性，選擇多線程實(shí)現(xiàn)對客戶端的監(jiān)聽。 I/O 多路復(fù)用 除了可以采用多進(jìn)程和多線程方法去實(shí)現(xiàn)并發(fā)情況之外，還可以采用 I/O 多路復(fù)用這門技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。通過該技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)核首先會緩沖 I/O 數(shù)據(jù)，當(dāng)某個(gè) I/O 準(zhǔn)備好后，系統(tǒng)自動通知相應(yīng)的應(yīng)用程序去完成 I/O讀或?qū)懖僮?，這樣應(yīng)用程序可以迅速的完成對應(yīng)的 I/O操作，因而系統(tǒng)不需要等待完成相應(yīng) I/O 操作，從而應(yīng)用程序設(shè)置阻塞。 因此我在收發(fā)信息方面使用了 I/O 多路復(fù)用去處理，即在處理群聊私聊的信息傳送時(shí)。對于 client 端，一旦我們輸入了一行文字發(fā)，系統(tǒng)會 自動的讀取，進(jìn)而發(fā)送給系統(tǒng)內(nèi)的server 端，然后由 server 端反饋給對應(yīng)的目標(biāo) client 端。 方案一：當(dāng)我們使用的 poll 函數(shù) 返回時(shí)，會 返回 一個(gè)文件是讀寫標(biāo)志，應(yīng)用程序根據(jù)不同的 返回 標(biāo)志 去 讀寫相應(yīng)的文件，實(shí)現(xiàn) 不用阻塞就可以完成 讀寫。 這 允許進(jìn)程來決定 那個(gè)client 端 是可讀或?qū)懸粋€(gè)或多個(gè)文件而不 用 阻塞 的 。 poll 返回不同的標(biāo)志， 這些標(biāo)志 告訴主進(jìn)程文件是否可以讀寫，其原型（定義在 linux\ ） : unsigned int (*poll) (struct file *filp, poll_table *wait)。 實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)備 的 方法分 為下面的 兩步 : 1. 在一個(gè)或多個(gè)可指示查詢狀態(tài)變化的等待隊(duì)列上調(diào)用 poll_wait. 當(dāng) 文件描述符 不可以 可用來執(zhí)行 I/O 時(shí) , 內(nèi)核 將使 這個(gè)進(jìn)程在 處于等待狀態(tài)，一旦又來可使用的文件描述符時(shí)， . 驅(qū)動 自動的 通過調(diào)用函數(shù) poll_wait 增加一個(gè) 新的 等待隊(duì)列到 poll_table 結(jié)構(gòu)，原型 : void poll_wait (struct file *, wait_queue_head_t *, poll_table *)。 2. 返回一個(gè)位掩碼： 我們在處 理某一些功能時(shí) 不必 要 阻塞 ，需要 立刻進(jìn)行的操作， 那么我們就需要下面的 幾個(gè)標(biāo)志 (通過 linux/ 定義 )用來指示可能的操作 ，如表 21 所示： 標(biāo)志 含義 POLLIN 如果設(shè)備無阻塞的讀，就返回該值 POLLRDNORM 通常的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以讀了，就返回該值。通常的做法是會返回（ POLLLIN|POLLRDNORA） POLLRDBAND 如果可 以從設(shè)備讀出帶外數(shù)據(jù)，就返回該值，它只可在 linux 內(nèi) 核的某些網(wǎng)絡(luò)代碼中使用，通常不用在設(shè)備驅(qū)動程序中 POLLPRI 如果可 以無阻塞的讀取高優(yōu)先級（帶外）數(shù)據(jù)，就返回該值，返回該值會導(dǎo)致 select 報(bào)告文件發(fā)生異常，以為 select 八帶外數(shù)據(jù)當(dāng)作異常處理 POLLHUP 當(dāng)讀設(shè) 備的進(jìn)程到達(dá)文件尾時(shí)，驅(qū)動程序必須返回該值，依照 select 的功能描述，調(diào)用 select 的進(jìn)程被告知進(jìn)程時(shí)可讀的。 POLLERR 如果設(shè) 備發(fā)生錯(cuò)誤，就返回該值。 POLLOUT 如果設(shè)備可以無阻塞地些，就返回該值 POLLWRNORM 設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以寫了，就返回該值。通常地做法是（ POLLOUT|POLLNORM） POLLWRBAND 于 POLLRDBAND 類似 表 21 poll函數(shù)返回的位掩碼及其含義 方案二： select 函數(shù)： select()函數(shù)的接口主要 以 39。fd_set39。類型 為 基礎(chǔ) 而建立的 。 39。fd_set)是一組文件描述符 (fd)的 大 集合。由于 在不同的平臺上 fd_set 類型的長度 是 不同 的 ，因此 規(guī)定用一組標(biāo)準(zhǔn)的宏定義來處理此類變量 顯得尤其重要 ： fd_set set。 FD_ZERO(amp。set)。 FD_SET(fd, amp。set)。 FD_CLR(fd, amp。set)。 FD_ISSET(fd, amp。set)。 在過去，一個(gè) fd_set 通常是小于 32 個(gè)文件描述符 的 ，因?yàn)?fd_set 其實(shí) 僅僅使用 了一個(gè)int 的比特矢量來實(shí)現(xiàn) 它。 在大多數(shù)情況下系統(tǒng)的責(zé)任 之一包括 檢查 fd_set 能包括任意值的文件描述符， 但是當(dāng)我們知道我們的文件描述符的多少時(shí) 你應(yīng)該檢查 /修改宏 FD_SETSIZE的值。這個(gè)值是 與 系統(tǒng)相關(guān)的，同時(shí) 我們也要 檢查 Linux 系統(tǒng)中的 自帶的 select() 的 man 手冊。 因?yàn)?有一些系統(tǒng)對多于 1024 個(gè)文件描述符的 fd_set 是存在 支持 的問 題 的 。 [譯者注： Linux 就是這 樣的系統(tǒng)！你會發(fā)現(xiàn) sizeof(fd_set)的結(jié)果是 128(*8 = FD_SETSIZE=1024) 盡管很少你會遇到這種情況。 select 的基本接口 其實(shí)是非常的 簡單 的 ： int select(int nfds, fd_set *readset, fd_set *writeset, fd_set *exceptset, struct timeval *timeout)。 其中： nfds 需要檢查的文件描述符個(gè)數(shù)，數(shù)值應(yīng)該比是三組 fd_set 中最大數(shù) 更大，而不是實(shí)際文件描述符的總數(shù)。 readset 用來檢查可讀性的一組文件描述符。 writeset 用來檢查可寫性的一組文件描述符。 exceptset 用來檢查意外狀態(tài)的文件描述符。 (注：錯(cuò)誤并不是意外狀態(tài) ) timeout NULL 指針代表 一直 等待，否則是指向 timeval 結(jié)構(gòu)的指針，代表最 長等待時(shí)間。 (如果其中 tv_sec 和 tv_usec 都等于 0, 則文件描述符 的狀態(tài)不被影響，但函數(shù)并不掛起 ) 函數(shù)將返回響 應(yīng)操作的 總的響應(yīng)了的 描述符，且三組數(shù)據(jù)均在恰當(dāng)位置被修改，只有響應(yīng)操作的那一些沒有修改。接著應(yīng)該用 FD_ISSET 宏來查找返回的文件描述符組。 通過以上兩種方案的比較，考慮適用性，選擇調(diào)用 poll 函數(shù)實(shí)現(xiàn) I/O 多路復(fù)用。 3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) Linux 提供的有關(guān) Socket 的系統(tǒng)調(diào)用 (1) Socket() 作用： socket 函數(shù)為 client 端 或 server 端 創(chuàng)建一個(gè) sokcet 套接字 格式： int socket(int family,int type,int protocol)。 參數(shù)說明： family：表示地址族 （ IP地址） ，可以去 AF_UNLX 和 AF_INT。 其中， AF_UNLX 只能夠用于 UNIX 系統(tǒng)進(jìn)程間通信 。AF_INT 是 可以用于 Inter 的，因而可以允許在遠(yuǎn)程主機(jī)之間通信，實(shí)驗(yàn)中使用 AF_INT。 Type：網(wǎng)絡(luò)程序所采用的通信協(xié)議，可以取 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。其中， SOCK_STREAM 表明使用的是 TCP 協(xié)議，； SOCKE_DGRAM 表明使用的是 UDP 協(xié)議。 (2) bind( ) 格式： int bind(int sockfd,struct sockaddr *addr,int addrlen)。 參數(shù)說明： Sockfd： socket套接字的的文件描述符。 Sockaddr： IP 地址和端口 Addrlen：設(shè)置結(jié)構(gòu)大小長度。 (3) listen() 格式： int listen(int sockfd, int backlog)。 作用：監(jiān)聽。 參數(shù)說明： Sockfd：表示調(diào)用返回的文件描述符。 backlog：表示接入隊(duì)列允許的連接數(shù)目。 (4) accept() 格式： Int accept (int sockfd, void *addr, int *addrlen)。 作用：與 listen 函數(shù)合用，監(jiān)聽信息、接收 client 端請求。 參數(shù)說明： sockfd：表示 socket 的文件描述符。 addr：表示指向局部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct sockaddrin的指針。 addrlen：表示地址的長度。 (5) connect() 格式： int connect( int sockfd , struct sockaddr *serv_addr , int addrlen)。 作用：在面向連接的系統(tǒng)中 client 端連接 server 端時(shí)使用， connect 必須在 bind 后使用。 參數(shù)作用： sockfd：表示 socket 的文件描述符。 servaddr：表示村訪目的端口和 ip 地址（套接字）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 (6) send() 和 recv() 格式 1： int send (int sockfd, const vod *msg,int len, int flags)。 功能：發(fā)送信息。 格式 2： int recv (int sockfd , void *buf,int len, usigned int flags)。 作用：用于流式 socket、數(shù)據(jù)報(bào) socket 內(nèi)部之間的通信。 close() 和 shutdown() 格式： close( int sockfd) 或 int shutdown(int sockfd , int how)。 參數(shù)說明： How的值為下面一種： 0不允許繼續(xù)接收； 1不允許繼續(xù)發(fā)送； 2不允許繼續(xù)發(fā)送和接收。 (7) 有關(guān)線程的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù) pthread_create()、 pthread_detach() 實(shí)驗(yàn)過程說明（使用 TCP/IP） (1) 監(jiān)聽連接 利用 socket、 bind、 listen 建立連接，步驟是： 1) 先用 socket 函數(shù)初始化 socket，創(chuàng)建新的 sockfd。 Sockfd = socket（ AF_INT， SOCK_STREAM,0） 2) 此步驟涉及到 IP 地址及其處理過程。 參數(shù)說明： i_addr 函數(shù) INADDR_ANY 該函數(shù)把由小數(shù)點(diǎn)分開的十進(jìn)制 IP 地址轉(zhuǎn)為 unsinged long 類型，而在實(shí)驗(yàn)中所使用的為INADDR_ANY，使用利用自已的 IP 地址自動填充。 a) 利用 bind 函數(shù)綁定端口和 IP 地址。 =AF_INET。 /*將地址族類型設(shè)定好 */ =htons(MYPORT） 。 /* 將端口給其賦值 */ =INADDR_ANY。 /*用連接地址自動填充 ip*/ Bind(sockfd,(stuct sockaddr*)amp。my_addr,sizeof(stuct sockaddr))。 /*sockfd 是分配的 socket 名字， myaddr 則便是分配好的端口與 IP，用 bind 綁定 */ b) 利用 listen 監(jiān)聽請求 (2) 發(fā)送請求 1） 先用 socket 函數(shù)初始化 socket，創(chuàng)建新的 sockfd。 2）初始化要連接的服務(wù)器地址。 3）利用 connect 函數(shù)將自己的 IP 地址等信息發(fā)送到主機(jī)，等待主機(jī)調(diào)用 accept 函數(shù)來接受請求。 (3) 主機(jī)接收請求，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 1）主機(jī)利用 accept 接收請求。 2）創(chuàng)建子進(jìn)程，顯示歡迎信息； 3）接收返回信息，顯示連接成功，并退出連接； 4）關(guān)閉客戶端口 socket； Linux 下的聊天軟件涉及的一個(gè) server 端 和多個(gè) client 端 .client 端向 server 端發(fā)送請求， server 端對請求作出響應(yīng) .client 端嘗試與 server 端建立連接 .一旦連接建立起來， client 端和 server 端就可以通過 socket 套節(jié)字進(jìn)行通信 .本系統(tǒng)中 ,主要有兩個(gè)應(yīng)用程序 ,分別為 server 端程序和 client 端， client 端主要是用于消息轉(zhuǎn)發(fā)、客戶登陸信息的管理以及向所有用戶發(fā)送系統(tǒng)消息等。 本系統(tǒng)采用 C/S(Client/Server)體系結(jié)構(gòu)（見圖 31），即 client 端 /server 端體系結(jié)構(gòu) .其特點(diǎn)是 client 端 只裝載應(yīng)用軟件，消息處理、用戶監(jiān)控等復(fù)雜的處理放在 server端中實(shí)現(xiàn)，這樣就可以大大簡化 client 端的代碼，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 圖 31 C/S體系結(jié)構(gòu)圖 其大致實(shí)現(xiàn)模型是： （ 1） server 端設(shè)置一個(gè)固定的端口號 .一旦 server 端啟動 ,既使用 ListenThread 線程對端口進(jìn)行不間斷監(jiān)聽 .如果 client 端請求一個(gè)連接， server 端使用 accept()方法打開一個(gè) socket 連接 . （ 2）客戶在 host 和 port 端口建立連接 . （ 3） server 端和 client 端使用 Inp