分离I/O流
"流"分离带来的EOF问题
服务器端代码：sep_serv.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
int serv_sock,clnt_sock;
FILE * readfp;
FILE * writefp;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
socklen_t clnt_adr_sz;
char buf[BUF_SIZE] = {0,};
serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
listen(serv_sock,5);
clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
clnt_sock = accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);
readfp = fdopen(clnt_sock,"r"); //创建读模式FILE指针
writefp = fdopen(clnt_sock,"w"); //创建写模式FILE指针
fputs("FROM SERVER: HI~ client? \n",writefp);
fputs("I love all of the world \n",writefp);
fputs("You are awesome! \n",writefp);
fflush(writefp);
fclose(writefp); //关闭写模式FILE指针,发送EOF
fgets(buf,sizeof(buf),readfp); //使用readfp接收数据
fputs(buf,stdout);
fclose(readfp);
return 0;
}
38行调用fclose函数后会发送EOF，下面的客户端收到EOF后也会发送最后的字符串。需要验证39行的函数调用能否接收。
客户端:sep_clnt.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
int sock;
char buf[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in serv_addr;
FILE * readfp;
FILE * writefp;
sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr));
readfp = fdopen(sock,"r");
writefp = fdopen(sock,"w");
while(1)
{
if(fgets(buf,sizeof(buf),readfp) == NULL) //收到EOF时,fgets函数返回NULL指针,退出循环.
break;
fputs(buf,stdout);
fflush(stdout);
}
fputs("FROM CLIENT: Thank you! \n",writefp); //发送最后的字符串
fflush(writefp);
fclose(writefp); fclose(readfp);
return 0;
}
运行结果:
服务器端未能接收到最后发送的字符串。
因为服务器端38的fclose函数调用完全终止了套接字，而不是半关闭。
这就是本节需要解决的问题。
如何对fdopen函数调用时生成的FILE指针进行半关闭操作?
文件描述符的复制和半关闭
终止“流”时无法半关闭的原因
2个FILE指针-文件描述符-套接字之间的关系：
读模式和写模式的FILE指针都是基于同一个文件描述符创建的。因此对任意一个FILE指针调用fclose函数都会关闭文件描述符，也就是终止套接字。如图：
如何进入可以输入但无法输出的半关闭状态呢？如下图：创建FILE指针前先复制文件描述符即可
复制后另外创建一个文件描述符，然后利用各自的文件描述符生成读模式FILE指针和写模式FILE指针。
这时候，若针对写模式FILE指针调用fclose函数时，只能销毁与该FILE指针相关的文件描述符，无法销毁套接字：
但此时不是半关闭状态，只是准备好了半关闭环境。要进入真正的半关闭状态需要特殊处理。
剩下的1个文件描述符可以同时进行I/O,因此，不但没有发送EOF，而且仍然可以利用文件描述符进行输出。
复制文件描述符
文件描述符的复制与fork函数中进行的复制有所区别。文件描述符的复制是在同一进程内完成。
文件描述符的值不能重复，因此各使用5和7整数值。同一进程内2个文件描述符可以同时访问同一个文件或套接字。
dup & dup2
文件描述符的复制函数:
dup2函数明确指定复制的文件描述符整数值。向其传递大于0且小于进程能生成的最大文件描述符时，该值将成为复制出的文件描述符值。
示例：复制自动打开的标准输出的文件描述符1，并利用复制出的描述符进行输出。
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
int cfd1, cfd2;
char str1[] = "Hi~ \n";
char str2[] = "It's nice day~ \n";
cfd1 = dup(1);
cfd2 = dup2(cfd1,7);
printf("fd1 = %d, fd2 = %d \n", cfd1,cfd2);
write(cfd1,str1,sizeof(str1));
write(cfd2,str2,sizeof(str2));
close(cfd1);
close(cfd2);
write(1,str1,sizeof(str1));
close(1); //终止标准输出，因此下面的write函数无法输出
write(1,str2,sizeof(str2));
return 0;
}
运行结果:dup.c
复制文件描述符后“流”的分离
更改sep_serv.c，使其能通过服务器端的半关闭状态接收客户端最后发送的字符串。为了完成这1任务。服务器端必须同时发送EOF。
服务器端:sep_serv2.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
int serv_sock,clnt_sock;
FILE * readfp;
FILE * writefp;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
socklen_t clnt_adr_sz;
char buf[BUF_SIZE] = {0,};
serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
memset(&serv_adr,0,sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
bind(serv_sock,(struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
listen(serv_sock,5);
clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
clnt_sock = accept(serv_sock,(struct sockaddr*)&clnt_adr,&clnt_adr_sz);
readfp = fdopen(clnt_sock,"r"); //创建读模式FILE指针
writefp = fdopen(dup(clnt_sock),"w"); //针对dup函数的返回值生成FILE指针。
fputs("FROM SERVER: HI~ client? \n",writefp);
fputs("I love all of the world \n",writefp);
fputs("You are awesome! \n",writefp);
fflush(writefp);
shutdown(fileno(writefp),SHUT_WR); //针对fileno函数返回的文件描述符调用shutdown函数。服务器端进入半关闭状态，并向客户端发送EOF。
fclose(writefp);
fgets(buf,sizeof(buf),readfp); //使用readfp接收数据
fputs(buf,stdout);
fclose(readfp);
return 0;
}
客户端:sep_clnt.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 1024
int main(int argc,char *argv[])
{
int sock;
char buf[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in serv_addr;
FILE * readfp;
FILE * writefp;
sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
connect(sock,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(serv_addr));
readfp = fdopen(sock,"r");
writefp = fdopen(sock,"w");
while(1)
{
if(fgets(buf,sizeof(buf),readfp) == NULL) //收到EOF时,fgets函数返回NULL指针,退出循环.
break;
fputs(buf,stdout);
fflush(stdout);
}
fputs("FROM CLIENT: Thank you! \n",writefp); //发送最后的字符串
fflush(writefp);
fclose(writefp); fclose(readfp);
return 0;
}
运行结果:
运行结果证明服务器端在半关闭状态下向客户端发送了EOF。
通过该示例希望掌握一点：
无论复制出多少文件描述符，均应调用shutdown函数发送EOF并进入半关闭状态。