Linux下Socket編程

          Posted on 2010-01-12 15:31 閱讀(71) 評(píng)論(0)  編輯  收藏

          什么是Socket
             Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API,Socket接口定義了許多函數(shù)或例程,程序員可以用它們來(lái)開(kāi)發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。要學(xué)Internet上的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)編程,必須理解Socket接口。
              Socket接口設(shè)計(jì)者最先是將接口放在Unix操作系統(tǒng)里面的。如果了解Unix系統(tǒng)的輸入和輸出的話,就很容易了解Socket了。網(wǎng)絡(luò)的 Socket數(shù)據(jù)傳輸是一種特殊的I/O,Socket也是一種文件描述符。Socket也具有一個(gè)類(lèi)似于打開(kāi)文件的函數(shù)調(diào)用Socket(),該函數(shù)返 回一個(gè)整型的Socket描述符,隨后的連接建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鞫际峭ㄟ^(guò)該Socket實(shí)現(xiàn)的。常用的Socket類(lèi)型有兩種:流式Socket (SOCK_STREAM)和數(shù)據(jù)報(bào)式Socket(SOCK_DGRAM)。流式是一種面向連接的Socket,針對(duì)于面向連接的TCP服務(wù)應(yīng)用;數(shù)據(jù) 報(bào)式Socket是一種無(wú)連接的Socket,對(duì)應(yīng)于無(wú)連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。

          Socket建立
            為了建立Socket,程序可以調(diào)用Socket函數(shù),該函數(shù)返回一個(gè)類(lèi)似于文件描述符的句柄。socket函數(shù)原型為:
             int socket(int domain, int type, int protocol);
              domain指明所使用的協(xié)議族,通常為PF_INET,表示互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族(TCP/IP協(xié)議族);type參數(shù)指定socket的類(lèi)型: SOCK_STREAM 或SOCK_DGRAM,Socket接口還定義了原始Socket(SOCK_RAW),允許程序使用低層協(xié)議;protocol通常賦值"0"。 Socket()調(diào)用返回一個(gè)整型socket描述符,你可以在后面的調(diào)用使用它。
             Socket描述符是一個(gè)指向內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針,它指向描述符表入口。調(diào)用Socket函數(shù)時(shí),socket執(zhí)行體將建立一個(gè)Socket,實(shí)際上"建立一個(gè)Socket"意味著為一個(gè)Socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分配存儲(chǔ)空間。Socket執(zhí)行體為你管理描述符表。
            兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序之間的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接包括五種信息:通信協(xié)議、本地協(xié)議地址、本地主機(jī)端口、遠(yuǎn)端主機(jī)地址和遠(yuǎn)端協(xié)議端口。Socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含這五種信息。

          Socket配置
             通過(guò)socket調(diào)用返回一個(gè)socket描述符后,在使用socket進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸以前,必須配置該socket。面向連接的socket客戶(hù)端通過(guò) 調(diào)用Connect函數(shù)在socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中保存本地和遠(yuǎn)端信息。無(wú)連接socket的客戶(hù)端和服務(wù)端以及面向連接socket的服務(wù)端通過(guò)調(diào)用 bind函數(shù)來(lái)配置本地信息。
          Bind函數(shù)將socket與本機(jī)上的一個(gè)端口相關(guān)聯(lián),隨后你就可以在該端口監(jiān)聽(tīng)服務(wù)請(qǐng)求。Bind函數(shù)原型為:
             int bind(int sockfd,struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
             Sockfd是調(diào)用socket函數(shù)返回的socket描述符,my_addr是一個(gè)指向包含有本機(jī)IP地址及端口號(hào)等信息的sockaddr類(lèi)型的指針;addrlen常被設(shè)置為sizeof(struct sockaddr)。
             struct sockaddr結(jié)構(gòu)類(lèi)型是用來(lái)保存socket信息的:
             struct sockaddr {
             unsigned short sa_family; /* 地址族, AF_xxx */
          char sa_data[14]; /* 14 字節(jié)的協(xié)議地址 */
          };
             sa_family一般為AF_INET,代表Internet(TCP/IP)地址族;sa_data則包含該socket的IP地址和端口號(hào)。
             另外還有一種結(jié)構(gòu)類(lèi)型:
             struct sockaddr_in {
             short int sin_family; /* 地址族 */
             unsigned short int sin_port; /* 端口號(hào) */
             struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
             unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持與struct sockaddr同樣大小 */
             };
             這個(gè)結(jié)構(gòu)更方便使用。sin_zero用來(lái)將sockaddr_in結(jié)構(gòu)填充到與struct sockaddr同樣的長(zhǎng)度,可以用bzero()或memset()函數(shù)將其置為零。指向sockaddr_in 的指針和指向sockaddr的指針可以相互轉(zhuǎn)換,這意味著如果一個(gè)函數(shù)所需參數(shù)類(lèi)型是sockaddr時(shí),你可以在函數(shù)調(diào)用的時(shí)候?qū)⒁粋€(gè)指向 sockaddr_in的指針轉(zhuǎn)換為指向sockaddr的指針;或者相反。
            使用bind函數(shù)時(shí),可以用下面的賦值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)獲得本機(jī)IP地址和隨機(jī)獲取一個(gè)沒(méi)有被占用的端口號(hào):
             my_addr.sin_port = 0; /* 系統(tǒng)隨機(jī)選擇一個(gè)未被使用的端口號(hào) */
             my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* 填入本機(jī)IP地址 */
          通過(guò)將my_addr.sin_port置為0,函數(shù)會(huì)自動(dòng)為你選擇一個(gè)未占用的端口來(lái)使用。同樣,通過(guò)將my_addr.sin_addr.s_addr置為INADDR_ANY,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)填入本機(jī)IP地址。
          注意在使用bind函數(shù)是需要將sin_port和sin_addr轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)優(yōu)先順序;而sin_addr則不需要轉(zhuǎn)換。
            計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩種字節(jié)優(yōu)先順序:高位字節(jié)優(yōu)先和低位字節(jié)優(yōu)先。Internet上數(shù)據(jù)以高位字節(jié)優(yōu)先順序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,所以對(duì)于在內(nèi)部是以低位字節(jié)優(yōu)先方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的機(jī)器,在Internet上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)就需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換,否則就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致。
             下面是幾個(gè)字節(jié)順序轉(zhuǎn)換函數(shù):
          ·htonl():把32位值從主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
          ·htons():把16位值從主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
          ·ntohl():把32位值從網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成主機(jī)字節(jié)序
          ·ntohs():把16位值從網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成主機(jī)字節(jié)序
             Bind()函數(shù)在成功被調(diào)用時(shí)返回0;出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)返回"-1"并將errno置為相應(yīng)的錯(cuò)誤號(hào)。需要注意的是,在調(diào)用bind函數(shù)時(shí)一般不要將端口號(hào)置為小于1024的值,因?yàn)?到1024是保留端口號(hào),你可以選擇大于1024中的任何一個(gè)沒(méi)有被占用的端口號(hào)。

          連接建立
            面向連接的客戶(hù)程序使用Connect函數(shù)來(lái)配置socket并與遠(yuǎn)端服務(wù)器建立一個(gè)TCP連接,其函數(shù)原型為:
             int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr,int addrlen);
          Sockfd 是socket函數(shù)返回的socket描述符;serv_addr是包含遠(yuǎn)端主機(jī)IP地址和端口號(hào)的指針;addrlen是遠(yuǎn)端地質(zhì)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。 Connect函數(shù)在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)返回-1,并且設(shè)置errno為相應(yīng)的錯(cuò)誤碼。進(jìn)行客戶(hù)端程序設(shè)計(jì)無(wú)須調(diào)用bind(),因?yàn)檫@種情況下只需知道目的機(jī)器 的IP地址,而客戶(hù)通過(guò)哪個(gè)端口與服務(wù)器建立連接并不需要關(guān)心,socket執(zhí)行體為你的程序自動(dòng)選擇一個(gè)未被占用的端口,并通知你的程序數(shù)據(jù)什么時(shí)候到 打斷口。
             Connect函數(shù)啟動(dòng)和遠(yuǎn)端主機(jī)的直接連接。只有面向連接的客戶(hù)程序使用socket時(shí)才需要將此socket與遠(yuǎn)端主機(jī)相連。無(wú)連接協(xié)議從不建立直接連接。面向連接的服務(wù)器也從不啟動(dòng)一個(gè)連接,它只是被動(dòng)的在協(xié)議端口監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)的請(qǐng)求。
             Listen函數(shù)使socket處于被動(dòng)的監(jiān)聽(tīng)模式,并為該socket建立一個(gè)輸入數(shù)據(jù)隊(duì)列,將到達(dá)的服務(wù)請(qǐng)求保存在此隊(duì)列中,直到程序處理它們。
             int listen(int sockfd, int backlog);
          Sockfd 是Socket系統(tǒng)調(diào)用返回的socket 描述符;backlog指定在請(qǐng)求隊(duì)列中允許的最大請(qǐng)求數(shù),進(jìn)入的連接請(qǐng)求將在隊(duì)列中等待accept()它們(參考下文)。Backlog對(duì)隊(duì)列中等待 服務(wù)的請(qǐng)求的數(shù)目進(jìn)行了限制,大多數(shù)系統(tǒng)缺省值為20。如果一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求到來(lái)時(shí),輸入隊(duì)列已滿(mǎn),該socket將拒絕連接請(qǐng)求,客戶(hù)將收到一個(gè)出錯(cuò)信息。
          當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)listen函數(shù)返回-1,并置相應(yīng)的errno錯(cuò)誤碼。
             accept()函數(shù)讓服務(wù)器接收客戶(hù)的連接請(qǐng)求。在建立好輸入隊(duì)列后,服務(wù)器就調(diào)用accept函數(shù),然后睡眠并等待客戶(hù)的連接請(qǐng)求。
             int accept(int sockfd, void *addr, int *addrlen);
              sockfd是被監(jiān)聽(tīng)的socket描述符,addr通常是一個(gè)指向sockaddr_in變量的指針,該變量用來(lái)存放提出連接請(qǐng)求服務(wù)的主機(jī)的信息(某 臺(tái)主機(jī)從某個(gè)端口發(fā)出該請(qǐng)求);addrten通常為一個(gè)指向值為sizeof(struct sockaddr_in)的整型指針變量。出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)accept函數(shù)返回-1并置相應(yīng)的errno值。
            首先,當(dāng)accept函數(shù)監(jiān)視的 socket收到連接請(qǐng)求時(shí),socket執(zhí)行體將建立一個(gè)新的socket,執(zhí)行體將這個(gè)新socket和請(qǐng)求連接進(jìn)程的地址聯(lián)系起來(lái),收到服務(wù)請(qǐng)求的 初始socket仍可以繼續(xù)在以前的 socket上監(jiān)聽(tīng),同時(shí)可以在新的socket描述符上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作。

          數(shù)據(jù)傳輸
             Send()和recv()這兩個(gè)函數(shù)用于面向連接的socket上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
             Send()函數(shù)原型為:
             int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);
          Sockfd是你想用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的socket描述符;msg是一個(gè)指向要發(fā)送數(shù)據(jù)的指針;Len是以字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度;flags一般情況下置為0(關(guān)于該參數(shù)的用法可參照man手冊(cè))。
             Send()函數(shù)返回實(shí)際上發(fā)送出的字節(jié)數(shù),可能會(huì)少于你希望發(fā)送的數(shù)據(jù)。在程序中應(yīng)該將send()的返回值與欲發(fā)送的字節(jié)數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)send()返回值與len不匹配時(shí),應(yīng)該對(duì)這種情況進(jìn)行處理。
          char *msg = "Hello!";
          int len, bytes_sent;
          ……
          len = strlen(msg);
          bytes_sent = send(sockfd, msg,len,0);
          ……
             recv()函數(shù)原型為:
             int recv(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags);
             Sockfd是接受數(shù)據(jù)的socket描述符;buf 是存放接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū);len是緩沖的長(zhǎng)度。Flags也被置為0。Recv()返回實(shí)際上接收的字節(jié)數(shù),當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),返回-1并置相應(yīng)的errno值。
          Sendto()和recvfrom()用于在無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)socket方式下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于本地socket并沒(méi)有與遠(yuǎn)端機(jī)器建立連接,所以在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)指明目的地址。
          sendto()函數(shù)原型為:
             int sendto(int sockfd, const void *msg,int len,unsigned int flags,const struct sockaddr *to, int tolen);
            該函數(shù)比send()函數(shù)多了兩個(gè)參數(shù),to表示目地機(jī)的IP地址和端口號(hào)信息,而tolen常常被賦值為sizeof (struct sockaddr)。Sendto 函數(shù)也返回實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度或在出現(xiàn)發(fā)送錯(cuò)誤時(shí)返回-1。
             Recvfrom()函數(shù)原型為:
             int recvfrom(int sockfd,void *buf,int len,unsigned int flags,struct sockaddr *from,int *fromlen);
              from是一個(gè)struct sockaddr類(lèi)型的變量,該變量保存源機(jī)的IP地址及端口號(hào)。fromlen常置為sizeof (struct sockaddr)。當(dāng)recvfrom()返回時(shí),fromlen包含實(shí)際存入from中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。Recvfrom()函數(shù)返回接收到的字節(jié)數(shù)或 當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)返回-1,并置相應(yīng)的errno。
          如果你對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)socket調(diào)用了connect()函數(shù)時(shí),你也可以利用send()和recv()進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,但該socket仍然是數(shù)據(jù)報(bào)socket,并且利用傳輸層的UDP服務(wù)。但在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),內(nèi)核會(huì)自動(dòng)為之加上目地和源地址信息。

          結(jié)束傳輸
            當(dāng)所有的數(shù)據(jù)操作結(jié)束以后,你可以調(diào)用close()函數(shù)來(lái)釋放該socket,從而停止在該socket上的任何數(shù)據(jù)操作:
          close(sockfd);
            你也可以調(diào)用shutdown()函數(shù)來(lái)關(guān)閉該socket。該函數(shù)允許你只停止在某個(gè)方向上的數(shù)據(jù)傳輸,而一個(gè)方向上的數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)進(jìn)行。如你可以關(guān)閉某socket的寫(xiě)操作而允許繼續(xù)在該socket上接受數(shù)據(jù),直至讀入所有數(shù)據(jù)。
             int shutdown(int sockfd,int how);
             Sockfd是需要關(guān)閉的socket的描述符。參數(shù) how允許為shutdown操作選擇以下幾種方式:
             ·0-------不允許繼續(xù)接收數(shù)據(jù)
             ·1-------不允許繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)
             ·2-------不允許繼續(xù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),
             ·均為允許則調(diào)用close ()
             shutdown在操作成功時(shí)返回0,在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)返回-1并置相應(yīng)errno。

          Socket編程實(shí)例
             代碼實(shí)例中的服務(wù)器通過(guò)socket連接向客戶(hù)端發(fā)送字符串"Hello, you are connected!"。只要在服務(wù)器上運(yùn)行該服務(wù)器軟件,在客戶(hù)端運(yùn)行客戶(hù)軟件,客戶(hù)端就會(huì)收到該字符串。
             該服務(wù)器軟件代碼如下:
          #include <stdio.h>
          #include <stdlib.h>
          #include <errno.h>
          #include <string.h>
          #include <sys/types.h>
          #include <netinet/in.h>
          #include <sys/socket.h>
          #include <sys/wait.h>
          #define SERVPORT 3333 /*服務(wù)器監(jiān)聽(tīng)端口號(hào) */
          #define BACKLOG 10 /* 最大同時(shí)連接請(qǐng)求數(shù) */
          main()
          {
            int sockfd,client_fd; /*sock_fd:監(jiān)聽(tīng)socket;client_fd:數(shù)據(jù)傳輸socket */
            struct sockaddr_in my_addr; /* 本機(jī)地址信息 */
            struct sockaddr_in remote_addr; /* 客戶(hù)端地址信息 */
            if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
             perror("socket創(chuàng)建出錯(cuò)!"); exit(1);
            }
            my_addr.sin_family=AF_INET;
            my_addr.sin_port=htons(SERVPORT);
            my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
            bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
            if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
              perror("bind出錯(cuò)!");
              exit(1);
            }
            if (listen(sockfd, BACKLOG) == -1) {
              perror("listen出錯(cuò)!");
              exit(1);
            }
            while(1) {
             sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
             if ((client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, &sin_size)) == -1) {
                perror("accept出錯(cuò)");
                continue;
             }
             printf("received a connection from %s\n", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
             if (!fork()) { /* 子進(jìn)程代碼段 */
               if (send(client_fd, "Hello, you are connected!\n", 26, 0) == -1)
               perror("send出錯(cuò)!");
               close(client_fd);
               exit(0);
             }
             close(client_fd);
             }
            }
          }
             服務(wù)器的工作流程是這樣的:首先調(diào)用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)Socket,然后調(diào)用bind函數(shù)將其與本機(jī)地址以及一個(gè)本地端口號(hào)綁定,然后調(diào)用 listen在相應(yīng)的socket上監(jiān)聽(tīng),當(dāng)accpet接收到一個(gè)連接服務(wù)請(qǐng)求時(shí),將生成一個(gè)新的socket。服務(wù)器顯示該客戶(hù)機(jī)的IP地址,并通過(guò) 新的socket向客戶(hù)端發(fā)送字符串"Hello,you are connected!"。最后關(guān)閉該socket。
            代碼實(shí)例中的fork()函數(shù)生成一個(gè)子進(jìn)程來(lái)處理數(shù)據(jù)傳輸部分,fork()語(yǔ)句對(duì)于子進(jìn)程返回的值為0。所以包含fork函數(shù)的if語(yǔ)句是子進(jìn)程代碼部分,它與if語(yǔ)句后面的父進(jìn)程代碼部分是并發(fā)執(zhí)行的。

          客戶(hù)端程序代碼如下:
          #include<stdio.h>
          #include <stdlib.h>
          #include <errno.h>
          #include <string.h>
          #include <netdb.h>
          #include <sys/types.h>
          #include <netinet/in.h>
          #include <sys/socket.h>
          #define SERVPORT 3333
          #define MAXDATASIZE 100 /*每次最大數(shù)據(jù)傳輸量 */
          main(int argc, char *argv[]){
            int sockfd, recvbytes;
            char buf[MAXDATASIZE];
            struct hostent *host;
            struct sockaddr_in serv_addr;
            if (argc < 2) {
          fprintf(stderr,"Please enter the server's hostname!\n");
          exit(1);
          }
            if((host=gethostbyname(argv[1]))==NULL) {
          herror("gethostbyname出錯(cuò)!");
          exit(1);
          }
            if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
          perror("socket創(chuàng)建出錯(cuò)!");
          exit(1);
          }
            serv_addr.sin_family=AF_INET;
            serv_addr.sin_port=htons(SERVPORT);
            serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
            bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);
            if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, \
             sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
          perror("connect出錯(cuò)!");
          exit(1);
          }
            if ((recvbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) ==-1) {
          perror("recv出錯(cuò)!");
          exit(1);
          }
            buf[recvbytes] = '\0';
            printf("Received: %s",buf);
            close(sockfd);
          }
            客戶(hù)端程序首先通過(guò)服務(wù)器域名獲得服務(wù)器的IP地址,然后創(chuàng)建一個(gè)socket,調(diào)用connect函數(shù)與服務(wù)器建立連接,連接成功之后接收從服務(wù)器發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),最后關(guān)閉socket。
            函數(shù)gethostbyname()是完成域名轉(zhuǎn)換的。由于IP地址難以記憶和讀寫(xiě),所以為了方便,人們常常用域名來(lái)表示主機(jī),這就需要進(jìn)行域名和IP地址的轉(zhuǎn)換。函數(shù)原型為:
             struct hostent *gethostbyname(const char *name);
             函數(shù)返回為hosten的結(jié)構(gòu)類(lèi)型,它的定義如下:
             struct hostent {
            char *h_name; /* 主機(jī)的官方域名 */
             char **h_aliases; /* 一個(gè)以NULL結(jié)尾的主機(jī)別名數(shù)組 */
             int h_addrtype; /* 返回的地址類(lèi)型,在Internet環(huán)境下為AF-INET */
             int h_length; /* 地址的字節(jié)長(zhǎng)度 */
             char **h_addr_list; /* 一個(gè)以0結(jié)尾的數(shù)組,包含該主機(jī)的所有地址*/
             };
             #define h_addr h_addr_list[0] /*在h-addr-list中的第一個(gè)地址*/
             當(dāng) gethostname()調(diào)用成功時(shí),返回指向struct hosten的指針,當(dāng)調(diào)用失敗時(shí)返回-1。當(dāng)調(diào)用gethostbyname時(shí),你不能使用perror()函數(shù)來(lái)輸出錯(cuò)誤信息,而應(yīng)該使用herror()函數(shù)來(lái)輸出。

            無(wú)連接的客戶(hù)/服務(wù)器程序的在原理上和連接的客戶(hù)/服務(wù)器是一樣的,兩者的區(qū)別在于無(wú)連接的客戶(hù)/服務(wù)器中的客戶(hù)一般不需要建立連接,而且在發(fā)送接收數(shù)據(jù)時(shí),需要指定遠(yuǎn)端機(jī)的地址。

          阻塞和非阻塞
             阻塞函數(shù)在完成其指定的任務(wù)以前不允許程序調(diào)用另一個(gè)函數(shù)。例如,程序執(zhí)行一個(gè)讀數(shù)據(jù)的函數(shù)調(diào)用時(shí),在此函數(shù)完成讀操作以前將不會(huì)執(zhí)行下一程序語(yǔ)句。當(dāng) 服務(wù)器運(yùn)行到accept語(yǔ)句時(shí),而沒(méi)有客戶(hù)連接服務(wù)請(qǐng)求到來(lái),服務(wù)器就會(huì)停止在accept語(yǔ)句上等待連接服務(wù)請(qǐng)求的到來(lái)。這種情況稱(chēng)為阻塞 (blocking)。而非阻塞操作則可以立即完成。比如,如果你希望服務(wù)器僅僅注意檢查是否有客戶(hù)在等待連接,有就接受連接,否則就繼續(xù)做其他事情,則 可以通過(guò)將Socket設(shè)置為非阻塞方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。非阻塞socket在沒(méi)有客戶(hù)在等待時(shí)就使accept調(diào)用立即返回。
             #include <unistd.h>
             #include <fcntl.h>
             ……
          sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
          fcntl(sockfd,F_SETFL,O_NONBLOCK);
          ……
             通過(guò)設(shè)置socket為非阻塞方式,可以實(shí)現(xiàn)"輪詢(xún)"若干Socket。當(dāng)企圖從一個(gè)沒(méi)有數(shù)據(jù)等待處理的非阻塞Socket讀入數(shù)據(jù)時(shí),函數(shù)將立即返 回,返回值為-1,并置errno值為EWOULDBLOCK。但是這種"輪詢(xún)"會(huì)使CPU處于忙等待方式,從而降低性能,浪費(fèi)系統(tǒng)資源。而調(diào)用 select()會(huì)有效地解決這個(gè)問(wèn)題,它允許你把進(jìn)程本身掛起來(lái),而同時(shí)使系統(tǒng)內(nèi)核監(jiān)聽(tīng)所要求的一組文件描述符的任何活動(dòng),只要確認(rèn)在任何被監(jiān)控的文件 描述符上出現(xiàn)活動(dòng),select()調(diào)用將返回指示該文件描述符已準(zhǔn)備好的信息,從而實(shí)現(xiàn)了為進(jìn)程選出隨機(jī)的變化,而不必由進(jìn)程本身對(duì)輸入進(jìn)行測(cè)試而浪費(fèi) CPU開(kāi)銷(xiāo)。Select函數(shù)原型為:
          int select(int numfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds,
          fd_set *exceptfds,struct timeval *timeout);
             其中readfds、writefds、exceptfds分別是被select()監(jiān)視的讀、寫(xiě)和異常處理的文件描述符集合。如果你希望確定是否可以 從標(biāo)準(zhǔn)輸入和某個(gè)socket描述符讀取數(shù)據(jù),你只需要將標(biāo)準(zhǔn)輸入的文件描述符0和相應(yīng)的sockdtfd加入到readfds集合中;numfds的值 是需要檢查的號(hào)碼最高的文件描述符加1,這個(gè)例子中numfds的值應(yīng)為sockfd+1;當(dāng)select返回時(shí),readfds將被修改,指示某個(gè)文件 描述符已經(jīng)準(zhǔn)備被讀取,你可以通過(guò)FD_ISSSET()來(lái)測(cè)試。為了實(shí)現(xiàn)fd_set中對(duì)應(yīng)的文件描述符的設(shè)置、復(fù)位和測(cè)試,它提供了一組宏:
             FD_ZERO(fd_set *set)----清除一個(gè)文件描述符集;
             FD_SET(int fd,fd_set *set)----將一個(gè)文件描述符加入文件描述符集中;
             FD_CLR(int fd,fd_set *set)----將一個(gè)文件描述符從文件描述符集中清除;
             FD_ISSET(int fd,fd_set *set)----試判斷是否文件描述符被置位。
             Timeout參數(shù)是一個(gè)指向struct timeval類(lèi)型的指針,它可以使select()在等待timeout長(zhǎng)時(shí)間后沒(méi)有文件描述符準(zhǔn)備好即返回。struct timeval數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為:
             struct timeval {
             int tv_sec; /* seconds */
             int tv_usec; /* microseconds */
          };

          POP3客戶(hù)端實(shí)例
            下面的代碼實(shí)例基于POP3的客戶(hù)協(xié)議,與郵件服務(wù)器連接并取回指定用戶(hù)帳號(hào)的郵件。與郵件服務(wù)器交互的命令存儲(chǔ)在字符串?dāng)?shù)組POPMessage中,程序通過(guò)一個(gè)do-while循環(huán)依次發(fā)送這些命令。
          #include<stdio.h>
          #include <stdlib.h>
          #include <errno.h>
          #include <string.h>
          #include <netdb.h>
          #include <sys/types.h>
          #include <netinet/in.h>
          #include <sys/socket.h>
          #define POP3SERVPORT 110
          #define MAXDATASIZE 4096

          main(int argc, char *argv[]){
          int sockfd;
          struct hostent *host;
          struct sockaddr_in serv_addr;
          char *POPMessage[]={
          "USER userid\r\n",
          "PASS password\r\n",
          "STAT\r\n",
          "LIST\r\n",
          "RETR 1\r\n",
          "DELE 1\r\n",
          "QUIT\r\n",
          NULL
          };
          int iLength;
          int iMsg=0;
          int iEnd=0;
          char buf[MAXDATASIZE];

          if((host=gethostbyname("your.server"))==NULL) {
          perror("gethostbyname error");
          exit(1);
          }
          if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
          perror("socket error");
          exit(1);
          }
          serv_addr.sin_family=AF_INET;
          serv_addr.sin_port=htons(POP3SERVPORT);
          serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
          bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);
          if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1){
          perror("connect error");
          exit(1);
          }

          do {
          send(sockfd,POPMessage[iMsg],strlen(POPMessage[iMsg]),0);
          printf("have sent: %s",POPMessage[iMsg]);

          iLength=recv(sockfd,buf+iEnd,sizeof(buf)-iEnd,0);
          iEnd+=iLength;
          buf[iEnd]='\0';
          printf("received: %s,%d\n",buf,iMsg);

          iMsg++;
          } while (POPMessage[iMsg]);

          close(sockfd);
          }


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