使用socekt通訊一般步驟

    1）伺服器端：socker()建立套接字，繫結（bind）並監聽（listen），用accept（）等待客戶端連線。

    2）客戶端：socker()建立套接字，連線（connect）伺服器，連線上後使用send()和recv（），在套接字上寫讀資料，直至資料交換完畢，close()關閉套接字。

在Linux中，我們可以使用select函式實現I/O埠的複用，傳遞給 select函式的引數會告訴核心：

      •我們所關心的檔案描述符

      •對每個描述符，我們所關心的狀態。(我們是要想從一個檔案描述符中讀或者寫，還是關注一個描述符中是否出現異常)

      •我們要等待多長時間。(我們可以等待無限長的時間，等待固定的一段時間，或者根本就不等待)

從 select函式返回後，核心告訴我們一下資訊：

      •對我們的要求已經做好準備的描述符的個數

      •對於三種條件哪些描述符已經做好準備.(讀，寫，異常)

       有了這些返回資訊，我們可以呼叫合適的I/O函式(通常是 read 或 write)，並且這些函式不會再阻塞.

       select函式原型如下：

       int select (int maxfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

select系統呼叫是用來讓我們的程式監視多個檔案控制代碼(socket 控制代碼)的狀態變化的。程式會停在select這裡等待，直到被監視的檔案控制代碼有一個或多個發生了狀態改變。返回：做好準備的檔案描述符的個數，超時為0，錯誤為 -1.

        首先我們先看一下最後一個引數。它指明我們要等待的時間：

[cpp] view plain copy

1. struct timeval{        
2.         long tv_sec;   /*秒 */  
3.         long tv_usec;  /*微秒 */     
4.     }  

有三種情況：

        timeout == NULL  等待無限長的時間。等待可以被一個訊號中斷。當有一個描述符做好準備或者是捕獲到一個訊號時函式會返回。如果捕獲到一個訊號， select函式將返回 -1,並將變數 erro設為 EINTR。

        timeout->tv_sec == 0 &&timeout->tv_usec == 0不等待，直接返回。加入描述符集的描述符都會被測試，並且返回滿足要求的描述符的個數。這種方法通過輪詢，無阻塞地獲得了多個檔案描述符狀態。

        timeout->tv_sec !=0 ||timeout->tv_usec!= 0 等待指定的時間。當有描述符符合條件或者超過超時時間的話，函式返回。在超時時間即將用完但又沒有描述符合條件的話，返回 0。對於第一種情況，等待也會被訊號所中斷。 

       中間的三個引數 readset, writset, exceptset,指向描述符集。這些引數指明瞭我們關心哪些描述符，和需要滿足什麼條件(可寫，可讀，異常)。一個檔案描述集儲存在 fd_set 型別中。fd_set型別變數每一位代表了一個描述符。我們也可以認為它只是一個由很多二進位制位構成的陣列。如下圖所示：

         對於 fd_set型別的變數我們所能做的就是宣告一個變數，為變數賦一個同種型別變數的值，或者使用以下幾個巨集來控制它：

[cpp] view plain copy

1. #include <sys/select.h>     
2. int FD_ZERO(int fd, fd_set *fdset);     
3. int FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);     
4. int FD_SET(int fd, fd_set *fd_set);     
5. int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);  

        FD_ZERO巨集將一個 fd_set型別變數的所有位都設為 0，使用FD_SET將變數的某個位置位。清除某個位時可以使用FD_CLR，我們可以使用FD_ISSET來測試某個位是否被置位。

       當聲明瞭一個檔案描述符集後，必須用FD_ZERO將所有位置零。之後將我們所感興趣的描述符所對應的位置位，操作如下：

[cpp] view plain copy

1. fd_set rset;     
2. int fd;     
3. FD_ZERO(&rset);     
4. FD_SET(fd, &rset);     
5. FD_SET(stdin, &rset);  

select返回後，用FD_ISSET測試給定位是否置位：

[cpp] view plain copy

1. if(FD_ISSET(fd, &rset)     
2.   
3. { ... }  

    具體解釋select的引數：

（1）intmaxfdp是一個整數值，是指集合中所有檔案描述符的範圍，即所有檔案描述符的最大值加1，不能錯。

說明：對於這個原理的解釋可以看上邊fd_set的詳細解釋，fd_set是以點陣圖的形式來儲存這些檔案描述符。maxfdp也就是定義了點陣圖中有效的位的個數。

（2）fd_set*readfds是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的讀變化的，即我們關心是否可以從這些檔案中讀取資料了，如果這個集合中有一個檔案可讀，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可讀；如果沒有可讀的檔案，則根據timeout引數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的讀變化。

（3）fd_set*writefds是指向fd_set結構的指標，這個集合中應該包括檔案描述符，我們是要監視這些檔案描述符的寫變化的，即我們關心是否可以向這些檔案中寫入資料了，如果這個集合中有一個檔案可寫，select就會返回一個大於0的值，表示有檔案可寫，如果沒有可寫的檔案，則根據timeout引數再判斷是否超時，若超出timeout的時間，select返回0，若發生錯誤返回負值。可以傳入NULL值，表示不關心任何檔案的寫變化。

（4）fd_set*errorfds同上面兩個引數的意圖，用來監視檔案錯誤異常檔案。

（5）structtimeval* timeout是select的超時時間，這個引數至關重要，它可以使select處於三種狀態，第一，若將NULL以形參傳入，即不傳入時間結構，就是將select置於阻塞狀態，一定等到監視檔案描述符集合中某個檔案描述符發生變化為止；第二，若將時間值設為0秒0毫秒，就變成一個純粹的非阻塞函式，不管檔案描述符是否有變化，都立刻返回繼續執行，檔案無變化返回0，有變化返回一個正值；第三，timeout的值大於0，這就是等待的超時時間，即 select在timeout時間內阻塞，超時時間之內有事件到來就返回了，否則在超時後不管怎樣一定返回，返回值同上述。

說明：

函式返回：

（1）當監視的相應的檔案描述符集中滿足條件時，比如說讀檔案描述符集中有資料到來時，核心(I/O)根據狀態修改檔案描述符集，並返回一個大於0的數。

（2）當沒有滿足條件的檔案描述符，且設定的timeval監控時間超時時，select函式會返回一個為0的值。

（3）當select返回負值時，發生錯誤。

select模型：

    理解select模型的關鍵在於理解fd_set,為說明方便，取fd_set長度為1位元組，fd_set中的每一bit可以對應一個檔案描述符fd。則1位元組長的fd_set最大可以對應8個fd。

（1）執行fd_set set;FD_ZERO(&set);則set用位表示是0000,0000。

（2）若fd＝5,執行FD_SET(fd,&set);後set變為0001,0000(第5位置為1)

（3）若再加入fd＝2，fd=1,則set變為0001,0011

（4）執行select(6,&set,0,0,0)阻塞等待

（5）若fd=1,fd=2上都發生可讀事件，則select返回，此時set變為0000,0011。注意：沒有事件發生的fd=5被清空。

    基於上面的討論，可以輕鬆得出select模型的特點：

（1)可監控的檔案描述符個數取決與sizeof(fd_set)的值。我這邊伺服器上sizeof(fd_set)＝512，每bit表示一個檔案描述符，則我伺服器上支援的最大檔案描述符是512*8=4096。據說可調，另有說雖然可調，但調整上限受於編譯核心時的變數值。

（2）將fd加入select監控集的同時，還要再使用一個數據結構array儲存放到select監控集中的fd，一是用於再select返回後，array作為源資料和fd_set進行FD_ISSET判斷。二是select返回後會把以前加入的但並無事件發生的fd清空，則每次開始 select前都要重新從array取得fd逐一加入（FD_ZERO最先），掃描array的同時取得fd最大值maxfd，用於select的第一個引數。

（3）可見select模型必須在select前迴圈array（加fd，取maxfd），select返回後迴圈array（FD_ISSET判斷是否有時間發生）。

伺服器程式碼：

[cpp] view plain copy

1. #include<stdio.h>    
2. #include<stdlib.h>    
3. #include<netinet/in.h>    
4. #include<sys/socket.h>    
5. #include<arpa/inet.h>    
6. #include<string.h>    
7. #include<unistd.h>    
8. #define BACKLOG 5     //完成三次握手但沒有accept的佇列的長度    
9. #define CONCURRENT_MAX 8   //應用層同時可以處理的連線    
10. #define SERVER_PORT 11332    
11. #define BUFFER_SIZE 1024    
12. #define QUIT_CMD ".quit"    
13. int client_fds[CONCURRENT_MAX];    
14. int main(int argc, const char * argv[])    
15. {    
16.     char input_msg[BUFFER_SIZE];    
17.     char recv_msg[BUFFER_SIZE];    
18.     //本地地址    
19.     struct sockaddr_in server_addr;    
20.     server_addr.sin_family = AF_INET;    
21.     server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);    
22.     server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");    
23.     bzero(&(server_addr.sin_zero), 8);    
24.     //建立socket    
25.     int server_sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    
26.     if(server_sock_fd == -1)    
27.     {    
28.         perror("socket error");    
29.         return 1;    
30.     }    
31.     //繫結socket    
32.     int bind_result = bind(server_sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));    
33.     if(bind_result == -1)    
34.     {    
35.         perror("bind error");    
36.         return 1;    
37.     }    
38.     //listen    
39.     if(listen(server_sock_fd, BACKLOG) == -1)    
40.     {    
41.         perror("listen error");    
42.         return 1;    
43.     }    
44.     //fd_set    
45.     fd_set server_fd_set;    
46.     int max_fd = -1;    
47.     struct timeval tv;  //超時時間設定    
48.     while(1)    
49.     {    
50.         tv.tv_sec = 20;    
51.         tv.tv_usec = 0;    
52.         FD_ZERO(&server_fd_set);    
53.         FD_SET(STDIN_FILENO, &server_fd_set);    
54.         if(max_fd <STDIN_FILENO)    
55.         {    
56.             max_fd = STDIN_FILENO;    
57.         }    
58.         //printf("STDIN_FILENO=%d\n", STDIN_FILENO);    
59.     //伺服器端socket    
60.         FD_SET(server_sock_fd, &server_fd_set);    
61.        // printf("server_sock_fd=%d\n", server_sock_fd);    
62.         if(max_fd < server_sock_fd)    
63.         {    
64.             max_fd = server_sock_fd;    
65.         }    
66.     //客戶端連線    
67.         for(int i =0; i < CONCURRENT_MAX; i++)    
68.         {    
69.             //printf("client_fds[%d]=%d\n", i, client_fds[i]);    
70.             if(client_fds[i] != 0)    
71.             {    
72.                 FD_SET(client_fds[i], &server_fd_set);    
73.                 if(max_fd < client_fds[i])    
74.                 {    
75.                     max_fd = client_fds[i];    
76.                 }    
77.             }    
78.         }    
79.         int ret = select(max_fd + 1, &server_fd_set, NULL, NULL, &tv);    
80.         if(ret < 0)    
81.         {    
82.             perror("select 出錯\n");    
83.             continue;    
84.         }    
85.         else if(ret == 0)    
86.         {    
87.             printf("select 超時\n");    
88.             continue;    
89.         }    
90.         else    
91.         {    
92.             //ret 為未狀態發生變化的檔案描述符的個數    
93.             if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &server_fd_set))    
94.             {    
95.                 printf("傳送訊息：\n");    
96.                 bzero(input_msg, BUFFER_SIZE);    
97.                 fgets(input_msg, BUFFER_SIZE, stdin);    
98.                 //輸入“.quit"則退出伺服器    
99.                 if(strcmp(input_msg, QUIT_CMD) == 0)    
100.                 {    
101.                     exit(0);    
102.                 }    
103.                 for(int i = 0; i < CONCURRENT_MAX; i++)    
104.                 {    
105.                     if(client_fds[i] != 0)    
106.                     {    
107.                         printf("client_fds[%d]=%d\n", i, client_fds[i]);    
108.                         send(client_fds[i], input_msg, BUFFER_SIZE, 0);    
109.                     }    
110.                 }    
111.             }    
112.             if(FD_ISSET(server_sock_fd, &server_fd_set))    
113.             {    
114.                 //有新的連線請求    
115.                 struct sockaddr_in client_address;    
116.                 socklen_t address_len;    
117.                 int client_sock_fd = accept(server_sock_fd, (struct sockaddr *)&client_address, &address_len);    
118.                 printf("new connection client_sock_fd = %d\n", client_sock_fd);    
119.                 if(client_sock_fd > 0)    
120.                 {    
121.                     int index = -1;    
122.                     for(int i = 0; i < CONCURRENT_MAX; i++)    
123.                     {    
124.                         if(client_fds[i] == 0)    
125.                         {    
126.                             index = i;    
127.                             client_fds[i] = client_sock_fd;    
128.                             break;    
129.                         }    
130.                     }    
131.                     if(index >= 0)    
132.                     {    
133.                         printf("新客戶端(%d)加入成功 %s:%d\n", index, inet_ntoa(client_address.sin_addr), ntohs(client_address.sin_port));    
134.                     }    
135.                     else    
136.                     {    
137.                         bzero(input_msg, BUFFER_SIZE);    
138.                         strcpy(input_msg, "伺服器加入的客戶端數達到最大值,無法加入!\n");    
139.                         send(client_sock_fd, input_msg, BUFFER_SIZE, 0);    
140.                         printf("客戶端連線數達到最大值，新客戶端加入失敗 %s:%d\n", inet_ntoa(client_address.sin_addr), ntohs(client_address.sin_port));    
141.                     }    
142.                 }    
143.             }    
144.             for(int i =0; i < CONCURRENT_MAX; i++)    
145.             {    
146.                 if(client_fds[i] !=0)    
147.                 {    
148.                     if(FD_ISSET(client_fds[i], &server_fd_set))    
149.                     {    
150.                         //處理某個客戶端過來的訊息    
151.                         bzero(recv_msg, BUFFER_SIZE);    
152.                         long byte_num = recv(client_fds[i], recv_msg, BUFFER_SIZE, 0);    
153.                         if (byte_num > 0)    
154.                         {    
155.                             if(byte_num > BUFFER_SIZE)    
156.                             {    
157.                                 byte_num = BUFFER_SIZE;    
158.                             }    
159.                             recv_msg[byte_num] = '\0';    
160.                             printf("客戶端(%d):%s\n", i, recv_msg);    
161.                         }    
162.                         else if(byte_num < 0)    
163.                         {    
164.                             printf("從客戶端(%d)接受訊息出錯.\n", i);    
165.                         }    
166.                         else    
167.                         {    
168.                             FD_CLR(client_fds[i], &server_fd_set);    
169.                             client_fds[i] = 0;    
170.                             printf("客戶端(%d)退出了\n", i);    
171.                         }    
172.                     }    
173.                 }    
174.             }    
175.         }    
176.     }    
177.     return 0;    
178. }   

客戶端程式碼：

[cpp] view plain copy

1. #include<stdio.h>    
2. #include<stdlib.h>    
3. #include<netinet/in.h>    
4. #include<sys/socket.h>    
5. #include<arpa/inet.h>    
6. #include<string.h>    
7. #include<unistd.h>    
8. #define BUFFER_SIZE 1024    
9.     
10. int main(int argc, const char * argv[])    
11. {    
12.     struct sockaddr_in server_addr;    
13.     server_addr.sin_family = AF_INET;    
14.     server_addr.sin_port = htons(11332);    
15.     server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");    
16.     bzero(&(server_addr.sin_zero), 8);    
17.     
18.     int server_sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    
19.     if(server_sock_fd == -1)    
20.     {    
21.     perror("socket error");    
22.     return 1;    
23.     }    
24.     char recv_msg[BUFFER_SIZE];    
25.     char input_msg[BUFFER_SIZE];    
26.     
27.     if(connect(server_sock_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in)) == 0)    
28.     {    
29.     fd_set client_fd_set;    
30.     struct timeval tv;    
31.     
32.     while(1)    
33.     {    
34.         tv.tv_sec = 20;    
35.         tv.tv_usec = 0;    
36.         FD_ZERO(&client_fd_set);    
37.         FD_SET(STDIN_FILENO, &client_fd_set);    
38.         FD_SET(server_sock_fd, &client_fd_set);    
39.     
40.        select(server_sock_fd + 1, &client_fd_set, NULL, NULL, &tv);    
41.         if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &client_fd_set))    
42.         {    
43.             bzero(input_msg, BUFFER_SIZE);    
44.             fgets(input_msg, BUFFER_SIZE, stdin);    
45.             if(send(server_sock_fd, input_msg, BUFFER_SIZE, 0) == -1)    
46.             {    
47.                 perror("傳送訊息出錯!\n");    
48.             }    
49.         }    
50.         if(FD_ISSET(server_sock_fd, &client_fd_set))    
51.         {    
52.             bzero(recv_msg, BUFFER_SIZE);    
53.             long byte_num = recv(server_sock_fd, recv_msg, BUFFER_SIZE, 0);    
54.             if(byte_num > 0)    
55.             {    
56.             if(byte_num > BUFFER_SIZE)    
57.             {    
58.                 byte_num = BUFFER_SIZE;    
59.             }    
60.             recv_msg[byte_num] = '\0';    
61.             printf("伺服器:%s\n", recv_msg);    
62.             }    
63.             else if(byte_num < 0)    
64.             {    
65.             printf("接受訊息出錯!\n");    
66.             }    
67.             else    
68.             {    
69.             printf("伺服器端退出!\n");    
70.             exit(0);    
71.             }    
72.         }    
73.         }    
74.     //}    
75.     }    
76.     return 0;    
77. }   

在linux下操作：

新建三個檔案 server.cpp android_client.cpp web_clinet.cpp，一個伺服器，兩個客戶端，客戶端程式碼一樣。將程式碼複製到對應檔案。

開始編譯：

g++ -o server server.cpp 

g++ -o android_client android_client.cpp

g++ -o web_clinet web_clinet.cpp

執行：

./server

./android_client

./web_clinet

結果顯示伺服器加