第一次接触服务器是快毕业的时候,是不是有点晚(# ̄ω ̄),这也导致工作方向一直没考虑网络编程这块,做了好多其他没啥“意思”的技术。
之前看到一篇博文提到程序猿80%都是庸才,10%是人才,10%是天才,深有感触。仔细想想自己是不是也是还在那80%里面挣扎?一个抱怨这抱怨那的trouble maker,写着烂的掉渣的代码,永远在别人身后不思进取,给剩下的20%的同事埋雷。
扯远了,重新回顾Socket,温习下Linux内核是怎么处理Socket的吧。
文件描述符,在网络编程中经常提及这个词,当时初学时一直就这么叫着,现在回头看。不过对Linux内核分配的IO的称谓而已,套接字(Socket)本质上就是文件描述符,为何加上文件两个字?因为Linux万物皆文件啊!。在TCP整个通讯过程,有多个文件描述符需要处理。
Listenfd:监听描述符
Connectfd:请求连接描述符
Accept:接受连接描述符
Read/Write/Recv/Send…:IO描述符(本文不详细阐述)
服务器建立连接的流程和涉及到的函数:socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、close()。
结构体struct sockaddr_in :网络通讯五元组,本端IP,本端端口、对端IP、对端端口、协议类型。
int socket(int domain, int type, int protocol);创建一个套接字,并且设置该套接字协议类型。
int bind(SOCKET socket, const struct sockaddr* address, socklen_t address_len);为套接字绑定IP和端口。
int listen(int socket, int backlog);listen通过socket套接字和该套接字绑定的IP信息在内核开启监听,并且返回监听描述符。
此处监听工作交给内核处理,代码本身不阻塞,但内核对应端口一直在做监听工作。同时维护两个连接队列,大小由backlog决定。
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);发送连接请求,代码默认阻塞。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);接受连接请求,代码默认阻塞。
accept实际上是在从内核listen维护的就绪队列中取描述符。
int close(int fd);关闭描述符。listen描述符和accept描述符是完全独立的,关闭其中一个互不影响。
这里再详细阐述listen()调用后,内核是如何维护两个连接队列的。其实维护的就是熟悉的三次握手过程。
Client请求时间是不确定的,当多个请求到Server时,处于请求队列,等待listen的端口逐个处理至就绪队列。
connect处于阻塞态等待请求从listen的就绪队列被accept调度返回具体用于数据传输的accept_fd描述符。
accept处于阻塞态,当请求队列为空或处理完毕时。
由此可知,三次握手由connet发起,accept结束,途中经历listen的队列维护。
下面附上整个流程代码。
1 /* File Name: server.c */ 2 #include<stdio.h> 3 #include<stdlib.h> 4 #include<string.h> 5 #include<errno.h> 6 #include<sys/types.h> 7 #include<sys/socket.h> 8 #include<sys/unistd.h> 9 #include<netinet/in.h> 10 const int DEFAULT_PORT = 2500; 11 const int BUFFSIZE = 1024; 12 const int MAXLINK = 10; 13 14 int main(int argc, char** argv) 15 { 16 int socket_fd, connect_fd; 17 struct sockaddr_in servaddr; 18 char buff[BUFFSIZE]; 19 20 if ((socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 21 { 22 printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); 23 exit(0); 24 } 25 26 memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); 27 servaddr.sin_family = AF_INET; 28 servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 29 servaddr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT); 30 31 if (bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1) 32 { 33 printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); 34 exit(0); 35 } 36 37 if (listen(socket_fd, MAXLINK) == -1) 38 { 39 exit(0); 40 } 41 42 if ((connect_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1) 43 { 44 exit(0); 45 } 46 47 while(1) 48 { 49 memset(&buff,'\0', sizeof(buff)); 50 51 recv(connect_fd, buff, BUFFSIZE - 1, 0); 52 send(connect_fd, buff, BUFFSIZE - 1, 0); 53 54 printf("recv msg from client: %s\n", buff); 55 } 56 close(connect_fd); 57 close(socket_fd); 58 }
测试结果:
client:
server: