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乳蔡
5 years ago
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1 网络编程入门篇 Select: 非阻塞 Socket 编程

2 目录基础知识具体示例注意事项示例代码讲解

3 基础知识

4 基础知识在 RT-Thread 使用 socket 网络编程时, 由于 socket 的 recv 和 send 的实现是阻塞式的, 因此当一个任务调用 recv() 函数接收数据时, 如果 socket 上并没有接收到数据, 这个任务将阻塞在 recv() 函数里这个时候, 这个任务想要处理一些其他事情, 就变得不可能了因此, 在要求网络传输的同时, 还能处理其他的数据的场景下, 就需要用到 select 了,select 能够同时监视多个非阻塞 socket 的多个事件, 这对于以上问题的解决有着重要的意义

5 基础知识下面我们先介绍一下 select 的 API, 然后展示 select 使用时的流程, 接着用一个简单的示例程序, 给大家具体的展示 select 函数的基本用法, 最后讲解一下示例程序在掌握 select 的基本用法之后, 就可以从下面的应用笔记中找到 socket 非阻塞编程的具体方法了应用笔记 : 基于多线程的非阻塞 socket 编程

6 select API 说明 int select(int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* errorfds, struct timeval* timeout); 参数描述 nfds 集合中所有文件描述符的范围, 即所有文件描述符的最大值加 1 readfds 需要监视读变化的文件描述符集合 writefds 需要监视写变化的文件描述符集合 errorfds 需要监视出现异常的文件描述符集合 timeout select 的超时时间返回值描述正值监视的文件集合出现可读写事件或异常事件 0 等待超时, 没有可读写或异常的事件负值 select 出现错误

7 使用流程 Select 的使用流程如右图所示 : 定义 fd_set 结构体计算 maxfdp1 FD_ZERO FD_SET Select FD_ISSET

8 具体示例

9 工程配置 RT-Thread samples 软件包中已有一份该示例代码 tcpclient_select.c, 可以通过 env 配置将示例代码加入到项目中按照下面的路径即可开启 select 的示例代码 RT-Thread online packages ---> miscellaneous packages ---> samples: RT-Thread kernel and components samples ---> [*] a network_samples package for rt-thread ---> [*] [network] tcp client by select api 保存并更新软件包 pkgs --update 编译工程 scons 然后运行 qemu

10 开启 TCP 服务器在运行示例代码之前需要先在电脑上开启一个 TCP 服务器, 这里以网络调试助手 IPOP 为例

11 查看本机 ip 地址在 windows 系统中打开命令提示符, 输入 ipconfig 即可查看本机 ip

12 运行示例代码在 qemu 运行起来后, 在 msh 命令行下输入下面的命令即可让示例代码运行 msh> tcpclient_select tcpclient_select 有两个参数 URL PORT 其中 : URL 是目标服务器的网址或 IP 地址 PORT 是目标服务器的端口号

13 从服务器发消息给客户端发送字符 'q' 即可断开连接

14 注意事项

15 注意事项电脑需要关闭防火墙

16 示例代码讲解

17 示例代码讲解 /* 程序清单 : 利用 select 实现的 tcp 客户端 * * 这是一个利用 select 实现 tcp 客户端的例程 * 导出 tcpclient_select 命令到控制终端 * 命令调用格式 :tcpclient_select URL PORT * URL: 服务器地址 PORT:: 端口号 * 程序功能 : 利用 select 监听 socket 是否有数据到达, * 有数据到达的话再接收并显示从服务端发送过来的信息, * 接收到开头是 'q' 或 'Q' 的信息退出程序 */ #include <rtthread.h> #include <sys/socket.h> /* 使用 BSD socket, 需要包含 socket.h 头文件 */ #include <netdb.h> #include <sys/select.h> /* 使用 dfs select 功能 */ #include <string.h> #include <finsh.h> #define BUFSZ 1024

18 示例代码讲解 static const char send_data[] = "This is TCP Client from RT-Thread."; /* 发送用到的数据 */ void tcpclient_select(int argc, char **argv) int ret; char *recv_data; struct hostent *host; int sock, bytes_received; struct sockaddr_in server_addr; const char *url; int port; fd_set readset; // 定义 fd_set 结构体 int i, maxfdp1; // 定义最大描述符个数的变量 if (argc < 3) rt_kprintf("usage: tcpclient_select URL PORT\n"); rt_kprintf("like: tcpclient_select \n"); return ;

19 示例代码讲解 url = argv[1]; port = strtoul(argv[2], 0, 10); /* 通过函数入口参数 url 获得 host 地址 ( 如果是域名, 会做域名解析 ) */ host = gethostbyname(url); /* 分配用于存放接收数据的缓冲 */ recv_data = rt_malloc(bufsz); if (recv_data == RT_NULL) rt_kprintf("no memory\n"); return; /* 创建一个 socket, 类型是 SOCKET_STREAM,TCP 类型 */ if ((sock = socket(af_inet, SOCK_STREAM, 0)) == -1) /* 创建 socket 失败 */ rt_kprintf("socket error\n"); /* 释放接收缓冲 */ rt_free(recv_data); return;

20 示例代码讲解 /* 初始化预连接的服务端地址 */ server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(port); server_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0, sizeof(server_addr.sin_zero)); /* 连接到服务端 */ if (connect(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) /* 连接失败 */ rt_kprintf("connect fail!\n"); closesocket(sock); /* 释放接收缓冲 */ rt_free(recv_data); return; /* 获取需要监听的描述符号最大值 */ maxfdp1 = sock + 1;

21 示例代码讲解 while (1) /* 清空可读事件描述符列表 */ FD_ZERO(&readset); /* 将需要监听可读事件的描述符加入列表 */ FD_SET(sock, &readset); /* 等待设定的网络描述符有事件发生 */ i = select(maxfdp1, &readset, 0, 0, 0); /* 至少有一个文件描述符有指定事件发生再向后运行 */ if (i == 0) continue; /* 查看 sock 描述符上有没有发生可读事件 */ if (FD_ISSET(sock, &readset)) /* 从 sock 连接中接收最大 BUFSZ - 1 字节数据 */ bytes_received = recv(sock, recv_data, BUFSZ - 1, 0); if (bytes_received < 0) /* 接收失败, 关闭这个连接 */ closesocket(sock); rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n");

22 示例代码讲解 /* 释放接收缓冲 */ rt_free(recv_data); break; else if (bytes_received == 0) /* 默认 recv 为阻塞模式, 此时收到 0 认为连接出错, 关闭这个连接 */ closesocket(sock); rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n"); /* 释放接收缓冲 */ rt_free(recv_data); break; /* 有接收到数据, 把末端清零 */ recv_data[bytes_received] = '\0'; if (strncmp(recv_data, "q", 1) == 0 strncmp(recv_data, "Q", 1) == 0) /* 如果是首字母是 q 或 Q, 关闭这个连接 */ closesocket(sock); rt_kprintf("\n got a 'q' or 'Q',close the socket.\r\n");

23 示例代码讲解 /* 释放接收缓冲 */ rt_free(recv_data); break; else /* 在控制终端显示收到的数据 */ rt_kprintf("\nreceived data = %s ", recv_data); /* 发送数据到 sock 连接 */ ret = send(sock, send_data, strlen(send_data), 0); if (ret < 0) /* 发送失败, 关闭这个连接 */ closesocket(sock); rt_kprintf("\nsend error,close the socket.\r\n"); rt_free(recv_data); break; else if (ret == 0)

24 示例代码讲解 /* 打印 send 函数返回值为 0 的警告信息 */ rt_kprintf("\n Send warning,send function return 0.\r\n"); return; MSH_CMD_EXPORT(tcpclient_select, a tcp client sample by select api);

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网络编程入门篇利用 socket 实现 TCP 服务器目录基础知识具体示例示例代码讲解基础知识基础知识 socket 编程一般采用客户端 - 服务器模式 ( 即由客户进程向服务器进程发出请求, 服务器进程执行请求的任务并将执行结果返回给客户进程的模式 ) 今天我们要讲的就是如何利用 socket 编程实现基于 TCP 协议通信的服务器首先我们先向大家展示 socket 编程的流程,