C语言实现 select模式编程

Dear 丶 2022-07-15 00:23 148阅读 0赞

## server： ##

// TcpServer.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    #include <WINSOCK2.H> 
    #include <iostream>
    
    #pragma comment(lib,"WS2_32.lib") 
    
    #define PORT 9990 
    #define DATA_BUFSIZE 8192 
    
    // 定义套接字信息
    typedef   struct   _SOCKET_INFORMATION   {   
        CHAR   Buffer[DATA_BUFSIZE];        // 发送和接收数据的缓冲区
        WSABUF   DataBuf;                       // 定义发送和接收数据缓冲区的结构体，包括缓冲区的长度和内容
        SOCKET   Socket;                            // 与客户端进行通信的套接字
        DWORD   BytesSEND;                  // 保存套接字发送的字节数
        DWORD   BytesRECV;                  // 保存套接字接收的字节数
    } SOCKET_INFORMATION,   *   LPSOCKET_INFORMATION;   
    
    DWORD   TotalSockets = 0;               // 记录正在使用的套接字总数量
    LPSOCKET_INFORMATION   SocketArray[FD_SETSIZE];         // 保存Socket信息对象的数组，FD_SETSIZE表示SELECT模型中允许的最大套接字数量
    
    // 创建SOCKET信息
    BOOL   CreateSocketInformation(SOCKET   s)   
    {   
        LPSOCKET_INFORMATION   SI;                                      // 用于保存套接字的信息 
     // printf("Accepted socket number %d\n", s); // 打开已接受的套接字编号
        // 为SI分配内存空间
        if ((SI = (LPSOCKET_INFORMATION) GlobalAlloc(GPTR,   
                  sizeof(SOCKET_INFORMATION)))   ==   NULL)   
        {   
            printf("GlobalAlloc() failed with error %d\n",   GetLastError());   
            return   FALSE;   
        }   
        // 初始化SI的值 
        SI->Socket = s;   
        SI->BytesSEND = 0;   
        SI->BytesRECV = 0;   
        // 在SocketArray数组中增加一个新元素，用于保存SI对象 
        SocketArray[TotalSockets]   =   SI;       
        TotalSockets++;                     // 增加套接字数量
    
        return(TRUE);   
    }     
    
    // 从数组SocketArray中删除指定的LPSOCKET_INFORMATION对象
    void   FreeSocketInformation(DWORD   Index)   
    {   
        LPSOCKET_INFORMATION SI = SocketArray[Index];   // 获取指定索引对应的LPSOCKET_INFORMATION对象
        DWORD   i;   
        // 关闭套接字
        closesocket(SI->Socket);   
        //printf("Closing socket number %d\n", SI->Socket); 
        // 释放指定LPSOCKET_INFORMATION对象资源
        GlobalFree(SI);   
        // 将数组中index索引后面的元素前移
        for (i = Index; i < TotalSockets; i++)   
        {   
            SocketArray[i] = SocketArray[i+1];   
        }   
         TotalSockets--;        // 套接字总数减1
    }   
    
    // 主函数，启动服务器
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
        SOCKET   ListenSocket;                  // 监听套接字
        SOCKET   AcceptSocket;                  // 与客户端进行通信的套接字
        SOCKADDR_IN   InternetAddr;         // 服务器的地址
        WSADATA   wsaData;                      // 用于初始化套接字环境
        INT   Ret;                                          // WinSock API的返回值
        FD_SET   WriteSet;                          // 获取可写性的套接字集合
        FD_SET   ReadSet;                           // 获取可读性的套接字集合
        DWORD   Total = 0;                              // 处于就绪状态的套接字数量
        DWORD   SendBytes;                      // 发送的字节数
        DWORD   RecvBytes;                      // 接收的字节数
    
    
        // 初始化WinSock环境
        if ((Ret = WSAStartup(0x0202,&wsaData)) != 0)   
        {   
            printf("WSAStartup() failed with error %d\n",   Ret);   
            WSACleanup();   
            return -1;   
        }   
        // 创建用于监听的套接字 
        if ((ListenSocket = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0, NULL, 0,   
                  WSA_FLAG_OVERLAPPED))   ==   INVALID_SOCKET)     
        {   
            printf("WSASocket() failed with error %d\n",   WSAGetLastError());   
            return -1;   
        }   
        // 设置监听地址和端口号
        InternetAddr.sin_family = AF_INET;   
        InternetAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   
        InternetAddr.sin_port = htons(PORT);   
        // 绑定监听套接字到本地地址和端口
        if(bind(ListenSocket, (PSOCKADDR)&InternetAddr, sizeof(InternetAddr)) == SOCKET_ERROR)   
        {   
            printf("bind() failed with error %d\n",   WSAGetLastError());   
            return -1;   
        }   
        // 开始监听
        if   (listen(ListenSocket,   5))   
        {   
            printf("listen() failed with error %d\n",   WSAGetLastError());   
            return -1;   
        }   
    
    
    /* // 设置为非阻塞模式 ULONG NonBlock = 1; if(ioctlsocket(ListenSocket, FIONBIO, &NonBlock) == SOCKET_ERROR) { printf("ioctlsocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError()); return -1; } // 为ListenSocket套接字创建对应的SOCKET_INFORMATION // 这样就可以把ListenSocket添加到SocketArray数组中 */
    
        CreateSocketInformation(ListenSocket);    
        while(TRUE)   
        {   
            // 准备用于网络I/O通知的读/写套接字集合
            FD_ZERO(&ReadSet);   
            FD_ZERO(&WriteSet);   
            // 向ReadSet集合中添加监听套接字ListenSocket
            FD_SET(ListenSocket,   &ReadSet);   
            // 将SocketArray数组中的所有套接字添加到WriteSet和ReadSet集合中
            // SocketArray数组中保存着监听套接字和所有与客户端进行通信的套接字
            // 这样就可以使用select()判断哪个套接字有接入数据或者读取/写入数据
            for   (DWORD i=0; i<TotalSockets; i++)   
            {
                LPSOCKET_INFORMATION SocketInfo = SocketArray[i];
                FD_SET(SocketInfo->Socket,   &WriteSet);   
                FD_SET(SocketInfo->Socket,   &ReadSet);   
            }
            // 判断读/写套接字集合中就绪的套接字 
            if((Total = select(0, &ReadSet, &WriteSet, NULL, NULL)) == SOCKET_ERROR)   
            {   
                printf("select() returned with error %d\n",   WSAGetLastError());   
                return -1;   
            }      
            // 依次处理所有套接字。本服务器是一个回应服务器，即将从客户端收到的字符串再发回到客户端。
            for   (DWORD i=0; i<TotalSockets; i++)   
            {
                LPSOCKET_INFORMATION SocketInfo = SocketArray[i];           // SocketInfo为当前要处理的套接字信息
                // 判断当前套接字的可读性，即是否有接入的连接请求或者可以接收数据
                if (FD_ISSET(SocketInfo->Socket,   &ReadSet))   
                {   
                    if(SocketInfo->Socket == ListenSocket)      // 对于监听套接字来说，可读表示有新的连接请求
                    {
                        Total--;    // 就绪的套接字减1
                        // 接受连接请求，得到与客户端进行通信的套接字AcceptSocket
                        if((AcceptSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL))   !=   INVALID_SOCKET)   
                        {   
                            printf("连接成功！\n");
                            /* // 设置套接字AcceptSocket为非阻塞模式 // 这样服务器在调用WSASend()函数发送数据时就不会被阻塞 NonBlock = 1; if(ioctlsocket(AcceptSocket, FIONBIO, &NonBlock) == SOCKET_ERROR) { printf("ioctlsocket() failed with error %d\n", WSAGetLastError()); return -1; } */
    
                            // 创建套接字信息，初始化LPSOCKET_INFORMATION结构体数据，将AcceptSocket添加到SocketArray数组中
                            if(CreateSocketInformation(AcceptSocket) == FALSE)   
                                return -1;   
                        }   
                        else   
                        {   
                            if(WSAGetLastError() != WSAEWOULDBLOCK)   
                            {   
                                printf("accept() failed with error %d\n",   WSAGetLastError());   
                                return -1;   
                            }   
                        }                   
                    }
                    else   // 接收数据
                    {
                        // 如果当前套接字在ReadSet集合中，则表明该套接字上有可以读取的数据
                        if   (FD_ISSET(SocketInfo->Socket,   &ReadSet))   
                        {   
                            Total--;                // 减少一个处于就绪状态的套接字
                            memset(SocketInfo->Buffer, ' ', DATA_BUFSIZE);  
                            ZeroMemory(SocketInfo->DataBuf.buf,DATA_BUFSIZE);// 初始化缓冲区
                            SocketInfo->DataBuf.buf = SocketInfo->Buffer;           // 初始化缓冲区位置
                            SocketInfo->DataBuf.len   =   DATA_BUFSIZE;             // 初始化缓冲区长度
                            // 接收数据
                            DWORD  Flags = 0;   
                            if(WSARecv(SocketInfo->Socket, &(SocketInfo->DataBuf), 1, &RecvBytes, &Flags, 
                                NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)   
                            {   
                                // 错误编码等于WSAEWOULDBLOCK表示暂没有数据，否则表示出现异常
                                if(WSAGetLastError() != WSAEWOULDBLOCK)     
                                {   
                                    printf("WSARecv() failed with error %d\n",   WSAGetLastError());   
                                    FreeSocketInformation(i);       // 释放套接字信息
                                }   
                                continue;   
                            }     
                            else   // 接收数据
                            {   
                                SocketInfo->BytesRECV = RecvBytes;      // 记录接收数据的字节数 
                                if(RecvBytes == 0)                                  // 如果接收到0个字节，则表示对方关闭连接
                                {   
                                    FreeSocketInformation(i);   
                                    continue;   
                                }   
                                else                                                            // 如果成功接收数据，则打印收到的数据
                                {
                                    printf(SocketInfo->DataBuf.buf);
                                    printf("\n");
    
                                    //
                                }
                            }
                        }   
                    }
                }
                else
                {
                    // 如果当前套接字在WriteSet集合中，则表明该套接字的内部数据缓冲区中有数据可以发送
                    if(FD_ISSET(SocketInfo->Socket,  &WriteSet))   
                    {   
                        Total--;            // 减少一个处于就绪状态的套接字
                        SocketInfo->DataBuf.buf = SocketInfo->Buffer + SocketInfo->BytesSEND;           // 初始化缓冲区位置
                        SocketInfo->DataBuf.len = SocketInfo->BytesRECV - SocketInfo->BytesSEND;    // 初始化缓冲区长度
                        if(SocketInfo->DataBuf.len > 0)     // 如果有需要发送的数据，则发送数据
                        {
                            if(WSASend(SocketInfo->Socket, &(SocketInfo->DataBuf), 1, &SendBytes, 0,   
                                            NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)   
                            {   
                                // 错误编码等于WSAEWOULDBLOCK表示暂没有数据，否则表示出现异常
                                if(WSAGetLastError() != WSAEWOULDBLOCK)   
                                {   
                                    printf("WSASend() failed with error %d\n", WSAGetLastError());   
                                    FreeSocketInformation(i);       // 释放套接字信息
                                }   
                                continue;   
                            }   
                            else   
                            {   
                                SocketInfo->BytesSEND += SendBytes;         // 记录发送数据的字节数
                                // 如果从客户端接收到的数据都已经发回到客户端，则将发送和接收的字节数量设置为0
                                if (SocketInfo->BytesSEND   ==   SocketInfo->BytesRECV)   
                                {   
                                    SocketInfo->BytesSEND   =   0;   
                                    SocketInfo->BytesRECV   =   0;   
                                }   
                            }   
                        }
                    }               
    
                }   // 如果ListenSocket未就绪，并且返回的错误不是WSAEWOULDBLOCK（该错误表示没有接收的连接请求），则出现异常
    
            }           
    
        }   
        // 暂停，按任意键退出
        system("pause");
        return 0;
    }

## client： ##

// TcpClient.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //
    
    #include "stdafx.h"
    
    #include <Winsock2.H> 
    #include <string>
    #include <iostream>
    
    #pragma comment(lib,"WS2_32.lib") 
    #define BUF_SIZE 64 // 缓冲区大小 
    
    int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
    {
        WSADATA     wsd;                    // 用于初始化Windows Socket 
        SOCKET      sHost;                  // 与服务器进行通信的套接字 
        SOCKADDR_IN servAddr;           // 服务器地址 
        char        buf[BUF_SIZE];          // 用于接受数据缓冲区 
        int         retVal;                         // 调用各种Socket函数的返回值 
        // 初始化Windows Socket
        if(WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsd) != 0)   
        {   
            printf("WSAStartup failed !\n");   
            return 1;   
        }     
        // 创建套接字 
        sHost = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_IP);   
        if(INVALID_SOCKET == sHost)   
        {   
            printf("socket failed !\n");   
            WSACleanup();   
            return -1;   
        }    
    
        // 设置服务器地址 
        servAddr.sin_family = AF_INET;   
        servAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");     // 用户需要根据实际情况修改
        servAddr.sin_port = htons(9990);                                                    // 在实际应用中，建议将服务器的IP地址和端口号保存在配置文件中
        int sServerAddlen = sizeof(servAddr);                                               // 计算地址的长度 
        // 循环等待
        while(true)
        {
            // 连接服务器 
            Sleep( 200 );
            retVal = connect(sHost,(LPSOCKADDR)&servAddr,sizeof(servAddr));   
            Sleep( 200 );
            if(SOCKET_ERROR == retVal)   
            {   
                int err = WSAGetLastError();
                if(err == WSAEWOULDBLOCK || err == WSAEINVAL)           // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作
                {
                    //Sleep(500);
                    continue;
                }
                else if(err == WSAEISCONN)                                              // 已建立连接
                {
                    break;
                }
                else
                {
                                    continue;
    
                    //printf("connect failed !\n"); 
                    //closesocket(sHost); 
                    //WSACleanup(); 
                    //return -1; 
                }
            }   
        }
        // 循环向服务器发送字符串，并显示反馈信息。
        // 发送quit将使服务器程序退出，同时客户端程序自身也将退出
        while(true)
        {
            // 向服务器发送数据 
            printf("Please input a string to send: ");
            // 接收输入的数据
            std::string str;
            std::getline(std::cin, str);
            // 将用户输入的数据复制到buf中
            ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);  
            ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);   
            strcpy(buf,str.c_str());   
            // 循环等待
            while(true)
            {
                // 向服务器发送数据
                retVal = send(sHost,buf,strlen(buf),0);   
                if(SOCKET_ERROR == retVal)   
                {   
                    int err = WSAGetLastError();
                    if(err == WSAEWOULDBLOCK)           // 无法立即完成非阻塞套接字上的操作
                    {
    
                        continue;
                    }
                    else
                    {
                        printf("send failed !\n");   
                        closesocket(sHost);   
                        WSACleanup();   
                        return -1;   
                    }
                }
                break;
            }     
    
            while(true)
            {
                ZeroMemory(buf,BUF_SIZE);                       // 清空接收数据的缓冲区
                retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf)+1,0);   // 接收服务器回传的数据 
                if(SOCKET_ERROR == retVal)   
                {   
                    int err = WSAGetLastError();                // 获取错误编码
                    if(err == WSAEWOULDBLOCK)           // 接收数据缓冲区暂无数据
                    {
                        Sleep(100);
                        printf("waiting back msg !\n");
                        continue;
                    }
                    else if(err == WSAETIMEDOUT || err == WSAENETDOWN)
                    {
                        printf("recv failed !\n");   
                        closesocket(sHost);   
                        WSACleanup();   
                        return -1;
                    }
                    break;
                }   
                break;
            }   
            //ZeroMemory(buf,BUF_SIZE); // 清空接收数据的缓冲区
            //retVal = recv(sHost,buf,sizeof(buf)+1,0); // 接收服务器回传的数据 
    
            printf("Recv From Server: %s\n",buf);   
            // 如果收到quit，则退出
            if(strcmp(buf, "quit") == 0)
            {
                printf("quit!\n");
                break;
            }
        }
        // 释放资源 
        closesocket(sHost);   
        WSACleanup();   
        // 暂停，按任意键继续
        system("pause");
        return 0;  
    }