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網路程式設計常用函式的封裝

1.socket通訊函式的封裝

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

void perr_exit(const char *s)
{
	perror(s);
	exit(-1);
}

int Accept(int fd, struct sockaddr *sa, socklen_t *salenptr)
{
	int n;

again:
	if ((n = accept(fd, sa, salenptr)) < 0) {
		if ((errno == ECONNABORTED) || (errno == EINTR))//如果是被訊號中斷和軟體層次中斷,不能退出
			goto again;
		else
			perr_exit("accept error");
	}
	return n;
}

int Bind(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen)
{
    int n;

	if ((n = bind(fd, sa, salen)) < 0)
		perr_exit("bind error");

    return n;
}

int Connect(int fd, const struct sockaddr *sa, socklen_t salen)
{
    int n;

	if ((n = connect(fd, sa, salen)) < 0)
		perr_exit("connect error");

    return n;
}

int Listen(int fd, int backlog)
{
    int n;

	if ((n = listen(fd, backlog)) < 0)
		perr_exit("listen error");

    return n;
}

int Socket(int family, int type, int protocol)
{
	int n;

	if ((n = socket(family, type, protocol)) < 0)
		perr_exit("socket error");

	return n;
}

問題:為什麼訊號中斷時,就不能終止讀取?
由於沒有東西可以讀時,就會阻塞在那裡,但是卻由於訊號過來了,本程序要中斷阻塞狀態去處理別的事件。這時候此阻塞狀態就會被打斷。
所以我們應該讓程序處理完中斷訊號後,繼續處於待讀資料的阻塞狀態。

2.黏包

黏包:接收到兩個資料包,但是不清楚從哪開始是一個數據包,從哪開始是另一個數據包。
黏包解決方法:

  • 約定好,一次傳送固定的位元組數
  • 資料的結尾加一個標記
  • 頭部加上資料的大小

要實現上述功能,就有必要實現讀取固定位元組大小的函式,如下所示:

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


// 從fd中讀取nbytes個位元組,並用ptr指向
ssize_t Read(int fd, void *ptr, size_t nbytes)
{
	ssize_t n;

again:
	if ( (n = read(fd, ptr, nbytes)) == -1) {
		if (errno == EINTR)//如果是被訊號中斷,不應該退出
			goto again;
		else
			return -1;
	}
	return n;
}

// 向fd中寫入nbytes個位元組,並用ptr指向帶寫入資料
ssize_t Write(int fd, const void *ptr, size_t nbytes)
{
	ssize_t n;

again:
	if ( (n = write(fd, ptr, nbytes)) == -1) {
		if (errno == EINTR)
			goto again;
		else
			return -1;
	}
	return n;
}

int Close(int fd)
{
    int n;
	if ((n = close(fd)) == -1)
		perr_exit("close error");

    return n;
}

/*應該讀取固定的位元組數資料*/
ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n)
{
	size_t  nleft;              //usigned int 剩餘未讀取的位元組數
	ssize_t nread;              //int 實際讀到的位元組數
	char   *ptr;

	ptr = vptr;                // 當前讀取的位置
	nleft = n;

	while (nleft > 0) {
		if ((nread = read(fd, ptr, nleft)) < 0) {
			if (errno == EINTR)
				nread = 0;
			else
				return -1;
		} else if (nread == 0)
			break;

		nleft -= nread;
		ptr += nread;
	}
	return n - nleft;
}

/*:固定的位元組數資料*/
ssize_t Writen(int fd, const void *vptr, size_t n)
{
	size_t nleft;
	ssize_t nwritten;
	const char *ptr;

	ptr = vptr;
	nleft = n;
	while (nleft > 0) {
		if ( (nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0) {
			if (nwritten < 0 && errno == EINTR)
				nwritten = 0;
			else
				return -1;
		}

		nleft -= nwritten;
		ptr += nwritten;
	}
	return n;
}

static ssize_t my_read(int fd, char *ptr)
{
	static int read_cnt;    // 靜態的變數初始化為零
	static char *read_ptr;
	static char read_buf[100]; // 一次行讀一百個位元組,但每次只返回一個位元組

	if (read_cnt <= 0) {
again:
		if ( (read_cnt = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) < 0) {
			if (errno == EINTR)
				goto again;
			return -1;
		} else if (read_cnt == 0) // 當read_cnt為零時,說明fd中無資料,只有一個頭部——這說明客戶端傳送了關閉報文
			return 0;
		read_ptr = read_buf;
	}
	read_cnt--;
	*ptr = *read_ptr++;

	return 1;
}

// 讀取一行,即遇到\n就結束
ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen) // 讀到的資料儲存在vptr中
{
	ssize_t n, rc;
	char    c, *ptr;

	ptr = vptr;
	for (n = 1; n < maxlen; n++) {
		if ( (rc = my_read(fd, &c)) == 1) {
			*ptr++ = c;
			if (c  == '\n')
				break;
		} else if (rc == 0) {
			*ptr = 0; 
			return n - 1;
		} else
			return -1;
	}
	*ptr  = 0; // 最後加上個0

	return n;
}

本部落格完整程式碼見:wrap.c