linux网络编程之异步通信机制

内核通过使用异步I/O，在某一进程需要处理的事件发生（例如，接收到新的连接请求）时，向该进程发送一个SIGIO信号。这样，应用进程不需要不停地等待着某些事件的发生，而可以往下运行，以完成其他的工作。只有收到从内核发来的SIGIO信号时，才去处理它（例如，读取数据）。

异步I/O:使用fcntl()函数实现高效率的异步I/O，首先必须试用fcntl的F_SETOWN命令，使套接字归属于当前进程，以内核能够判断应该向哪个进程发送信号。接下来，使用fcntl的F_SETFL命令将套接字的状态标志位设置成异步通知方式（使用O_ASYNC参数）。

实例

/*async_server.c*/

/*async_server.c*/
/*server.c*/
//使用fcntl()函数实现异步通信方式
//tcp网络协议编程
#include <stdio.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <string.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

#define PORT 4321
#define MAX_QUE_CONN_NM 5
#define BUFFER_SIZE 1024


int sin_size;
int client_fd;  //接收到的套接字ID
int sockid;  //套接字描述符
struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
char buf[BUFFER_SIZE];
int recvbytes;  //接收到的字节数


void do_work()  /*模拟的任务，这里只是每秒去打印一句信息*/
{
    while(1)
    {
        printf("i am working...\n");
        sleep(1);
    }
}

void accept_async()  /*异步信号处理函数，处理新的套接字的连接和数据*/
{

    sin_size=sizeof(client_sockaddr);
    /*等待连接*/
    if( (client_fd=accept(sockid,(struct sockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size)) == -1 )
    {
    	printf("accept error\n");
    	exit(1);
    }
    printf("the client_id is:%d\n",client_fd);
    
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    
     if( (recvbytes= recv(client_fd,buf,BUFFER_SIZE,0) )  == -1 )
    {
        printf("recv error\n");
        	
    	exit(1);
    }
    printf("receive data %d\n",strlen(buf));
    printf("receive a message:%s\n",buf);
    
	
	
}


int main()
{

    int i=1;
    int flags;

    sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockid == -1)
    {
    	//创建套接字失败
    	printf("socket error\n");
    	exit(1);
    }
    
    
    server_sockaddr.sin_family=AF_INET; 
    server_sockaddr.sin_port=htons(PORT);  //端口号
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;  //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
                                                          //表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
    bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);
    

    setsockopt(sockid,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&i,sizeof(i));
    
    //绑定地址
    if( bind(sockid,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))  == -1 )
    {
        printf("bind error\n");
        exit(1);	
    }
    printf("bind success\n");
    
    /*调用listen()函数，创建为处理请求的队列*/
    if( listen(sockid,MAX_QUE_CONN_NM) == -1 )
    {
        printf("listen error\n");	
    	exit(1);
    }
    printf("listen...\n");
    
    /*设置异步方式*/
    /*SIGIO信号处理函数的注册*/  //使用signal()函数
    signal(SIGIO,accept_async);
    /*使套接字归属于该进程*/
    fcntl(sockid,F_SETOWN,getpid());
    /*获得套接字的状态标志位*/
   flags=fcntl(sockid,F_GETFL);
   
   if(flags<0 || fcntl(sockid,F_SETFL,flags|O_ASYNC) <0)
   {
       /*设置成异步访问模式*/
       printf("fcntl error\n");	   	
   }
   
   do_work();
   
    //结束连接	
    close(sockid);
    exit(0);	
}

/*client.c*/

/*client.c*/
#include <stdio.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <string.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <netdb.h>

#define PORT 4321
#define BUFFER_SIZE 1024


int main(int argc,char *argv[])
{
    struct hostent *host;
    int sockid;  //套接字描述符
    int sendbyts;  //实际发送的字节数
    char buf[BUFFER_SIZE];
    struct sockaddr_in serv_addr;
    
    if(argc<3)
    {
        fprintf(stderr,"USAGE:./client Hostname(or ip address) Text\n");
        exit(1);	
    }
    
    /*地址解析函数*/
    /***************************
    函数原型：struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);
    函数参数：hostname 主机名
    函数返回值：成功 指向hostent的指针
                失败 -1    
    *****************************/
    if( (host=gethostbyname(argv[1])) == NULL )
    {
        printf("gethostbyname error\n");	
        exit(1);
    }
    
    memset(buf,0,sizeof(buf));
    sprintf(buf,"%s",argv[2]);
    
    //创建socket
    
    sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockid == -1)
    {
    	//创建套接字失败
    	printf("socket error\n");
    	exit(1);
    }
    /*设置socket_in中的相关参数*/
    serv_addr.sin_family=AF_INET; 
    serv_addr.sin_port=htons(PORT);  //端口号
    serv_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);  //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
                                                          //表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
    bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);
 
    //连接服务器
    /*调用connect()函数主动发起对服务器端的连接*/
    /************************
    函数原型： int connect(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t *addrlen)
    函数参数： sockfd  套接字描述符
               addr    客户端地址
               addrlen 地址长度
    函数返回值: 成功 接收到的非负套接字
                失败 -1
    ***********************/
    if( connect(sockid,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1 )
    {
        printf("connect error\n");	
        exit(1);
    }
    
        
    /*发送消息给服务端*/
    /*****************
    函数原型：int send(int sockfd,const void *msg,int len,int flags)
    函数参数：sockfd 套接字描述符
              msg 指向要发送数据的指针
              len 数据长度
              flags 一般为0
    函数返回值：成功 实际发送的字节数
                失败 -1   
    ******************/
    if( (sendbyts=send(sockid,buf,sizeof(buf),0)) == -1 )
    {
        printf("send error\n");
        exit(1);	
    }
    
    close(sockid);
	
    return 0;
}

运行结果

linux网络编程之异步通信机制

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