所有代码环境没有说明都是VMware中运行的Ubuntu18里。
：写这么多东西，我觉得是对知识的梳理吧，一个是防忘，再者，是构建一个完整体系。
：废话比较多，我写的时候就像是在给一个只有一点编程基础的人对话，似乎要给他讲明白一样
：解释将大量以注释的形式表述
下面就是一个简单的，多线程回写服务器
1 #include <iostream> 2 #include <unistd.h> 3 #include <arpa/inet.h> 4 #include <string.h> 5 #include <fcntl.h> 6 #include <pthread.h> 7 8 9 #define SRV_PORT 8102 //服务器监听端口 10 #define MAX_SYN_WAITING 5 11 using namespace std; 12 13 void* thread_task(void *fd){ 14 char buffer[128]={0}; 15 16 int cli=*(int *)fd; 17 18 while(read(cli,buffer,128)>0){ 19 20 write(cli,buffer,strlen(buffer)); 21 22 23 24 } 25 26 return NULL; 27 28 } 29 30 31 32 int main() 33 { 34 int srv_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 35 36 37 sockaddr_in srv_addr; 38 39 srv_addr.sin_family=AF_INET; 40 srv_addr.sin_port=htons(SRV_PORT); 41 srv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); 42 43 bind(srv_socket,(sockaddr*)&srv_addr,sizeof(sockaddr)); 44 listen(srv_socket,MAX_SYN_WAITING); 45 46 int client_fd; 47 pthread_t pid_t;//unsigned int 48 while(1){ 49 client_fd=accept(srv_socket,NULL,NULL); 50 51 pthread_create(&pid_t,NULL,thread_task,(void *)&client_fd);//成功的pid,线程属性结构体的地址,启动函数(返回void*,参数void*),void*参数 52 pthread_detach(pid_t); 53 54 55 } 56 57 58 return 0; 59 }
setsockopt可加可不加,可用于取消2MSL的等待时间
先说思路，TCP服务器，34-44行都是常规操作，先建立一个socket（我的理解就是一块读写缓冲区），自己填一个sockaddr地址结构体，然后将sockaddr绑定到前面那个socket（）返回的srv_socket里
在这一步骤里，socket（）应该是你，向操作系统注册一个socket,socket在内核空间,不能直接读写，暂无地址，操作系统返回你管理那个socket的句柄（...windows程序员）----描述符，然后你自己声明了一套地址，bind到那个socket上，操作系统由此知道，这个端口分配给对应的socket，细节部分要注意到，x86-64或者说AMD64的cpu是小端序，要转到网络字节序，用到htons，（两字节），htonl（4字节），类比于“hello world”变成“world hello”不是“olleh这样！！！”，每个字节不变，只是字节之间顺序改变。参数部分简单说说吧，AF_INET代表协议ipv4，SOCK_STREAM,流式传输协议，加上0--》TCP协议，还有SOCK_DGRAM,0 UDP协议。INADDR_ANY，本机任意ip的对应端口,服务器一般都这样吧。值为0，0，0，0.
listen代表变为被动监听的socket，也就是说，让系统给你留心听着，listen是否有人connect这个socket，如果有，你可以异步accept那个和你建立链接的人。第二个参数有意思，表示最大同时链接数，
这个可以联系到TCP的三次握手，当对方发来SYN后，listen的端口会反馈SYN/ACK，这个时候对面再来一个ACK，就建立完成，但是对面可能有恶意，故意发个SYN就跑，这样浪费你的空间时间，去等待ACK，
这个时候，就有一个在建立中的TCP链接。listen第二个参数表示最多有多少个建立中的链接，超出的直接丢掉。
48行开始处理新的链接请求.逻辑描述为,从listen的socket里阻塞式accept得到用于和客户端通信的socketfd,也可以设置为非阻塞,不过目前先不必要.然后返回的cfd用于和客户端通信.然后创建新的线程,
pthread_creat非linux标准库编译要加链接选项-lpthread关于线程属性,比如分离属性,优先级等等.然后52行将线程设为分离态,目的是线程自己结束,回收资源.
accept得到的究竟是什么,这个问题我差不多查了好多搞的差不多清楚了,有个问题不知道看客是否又想过,accept得到cfd端口和listen的lfd相同,那么是如何区分的?
这个人写的文章解决了这一个困惑,原文“对影成三人” 博客，请务必保留此出处http://ticktick.blog.51cto.com/823160/779866,太长,我反正搞明白了,愿意搞清楚的可以自己看看吧.
上述代码有个问题,我们假设客户端发来的都是小于128字节的可读字符串,假如读入的内容将128个字节全填充非0,strlen可能会越界,然后SegmentationFault,段错误且没有任何捕获异常的函数应该会导致整个进程崩溃.
这个简单的模型有许多性能上的问题,假设有上千个客户端同时链接,那么在服务器就要有同时上千个线程对应处理业务.但是并不是忙等,线程阻塞在read函数,内核负责唤醒线程继续.可以通过任务管理看到cpu占用率得知.不过即便如此,对空间的消耗也是巨大的,每一个线程对象都要占一定的空间.还有就是频繁的线程创建销毁是相当耗时的操作.
很容易就会想出线程池的概念,线程并不会等于客户数量,线程空闲则阻塞起来,当有任务到达,则从任务队列中取出一个任务.----------------- 与此相结伴的一点,任务是什么?每个客户端吗?不,对于网络编程中,像我这样的经常打开一个网页不关闭的人很多,如果就因此占用一个线程也是不可接受的.所以对于每个客户端,要划分为读写任务两部分.客户端什么都不干的时候,只保存状态就好了.
io转接,这个思想不仅仅用于网络编程,在操作系统的设计中也是无处不在.
说到这里不妨多思考一些,计算机内的设备其工作速率参差不齐,高速如CPU,低速如硬盘,打印机等等.如果一个进程遇到一个打印任务,它占用CPU时间片,等待打印机打印完毕,那么在不调度的系统中,高速设备CPU被打印机拖慢速度.这是不可接受的,于是,当与外围低速IO设备交换数据,该进程被阻塞,于是它立刻不具有占用CPU时间片的资格,被抢占CPU,进程进入阻塞队列,没有被调度的资格.何时恢复执行呢?等到外围设备完成操作,通过硬件中断告诉CPU,我的任务完成了.操作系统负责对这个中断的解释,操作系统把刚刚因为这个外围设备而阻塞的进程改成就绪态,然后正常分配到CPU,继续执行.对于整个计算机来说,操作系统并没有浪费CPU时间,但是对于那个顺序执行的进程而言,它真的等了至少外围io的时间,而且,往往IO操作是要等待的,比如socket中read,如果对端迟迟不write,函数一直不会返回..这就是同步阻塞IO,就像左脚右脚迈步,逻辑简单.
接下来是同步非阻塞IO,区别在于IO的操作时,立刻返回(不论外围设备是否准备好)然后根据返回值判断是否完成,比如read得到<0,errno设为EAGAIN,代表暂无数据,过一会再读就好,EINTR代表阻塞时被中断.
可参考 http://www.cnblogs.com/longingforlife/p/3289976.html
这使得你的程序可以定时检查去尝试read,或write,若未就绪,可以先做的别的事,取决于你的代码.但这并不是真正的异步.只是不会阻塞到原地.
异步IO,理解起来就是,我对这个IO操作要做的事是XXX,然后你告诉操作系统,让操作系统那个IO就绪的时候,直接调用XXX,不需要要告诉我它就绪了,只要当你执行完XXX告诉我就行.这个XXX是一个回调函数.
异步IO的实现对操作系统有略高的要求,当然这是非阻塞的.
非阻塞实现了一个重要的操作.比如,我有1000个IO要处理,如果阻塞到第一个IO上,那么就算后面的IO就绪了也得不到执行,这非常影响.而阻塞可以循环,哪个好了就做哪个.如果嫌一直循环容易忙等可以加个sleep.
这就是IO转接的开始了,从一个IO队列里,每次选出一个就绪的去执行任务.于是select模型诞生了.
