select模型（一 改进客户端）

一、改程序使用select来改进客户端对标准输入和套接字输入的处理，否则关闭服务器之后
循环中的内容都要被gets阻塞。原程序中https://www.cnblogs.com/wsw-seu/p/8413290.html，若服务器端先关闭发送FIN，客户端处于CLOSE WAIT状态，服务端到FIN_WAIT2。由于程序阻塞在fgets，因此无法到readline，也就无法break循环从而调用close。所有套接口状态不能再往前推进了。

二、select管理多个I/O,一旦其中一个I/O或者多个I/O检测出我们所感兴趣的事件，select函数返回
返回值是检测到的事件个数。并且可以返回哪些I/O发生了事件，进而遍历这些事件去处理。

三、int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
参数1、读、写、异常集合中的文件描述符的最大值+1（例如读集合放入描述符3，4，5 ，写集合放入7，9，异常集合填空，那么nfds为10）
参数2、可读集合（是一个输入输出参数，例如我们对3，4，5描述符的读感兴趣，当3，5发生读事件，select函数改变集合内容为3，5返回）
参数5、超时时间
后四个参数是输入输出参数，参数2,3,4返回发生的I/O事件。参数5返回剩余时间

四、修改描述符集的宏
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);  //将fd描述符从集合set中移除
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);  //将fd描述符添加到集合set中
void FD_ZERO(fd_set *set);

下面利用select来改造之前的客户端服务器程序，防止服务器端关闭，客户端还在等stdin输入，而不能退出。

客户端程序：

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include <sys/time.h>

#define ERR_EXIT(m)\
    do\
    {\
        perror(m);\
        exit(EXIT_FAILURE);\
    }while(0)
ssize_t readn(int fd,void *buf,size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nread;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nread=read(fd,bufp,nleft))<0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            else
                return -1;
        }
        else if(nread==0)
            return (count-nleft);
        bufp+=nread;
        nleft-=nread;
    }
    return count;
}
ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nwritten;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nwritten=write(fd,bufp,nleft))<=0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            return -1;
        }else if(nwritten==0)
            continue;
        bufp+=nwritten;
        nleft-=nwritten;
    }
    return count;

}
ssize_t recv_peek(int sockfd,void *buf,size_t len)
{
    while(1)
    {
        int ret=recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK);//从sockfd读取内容到buf,但不去清空sockfd,偷窥
        if(ret==-1&&errno==EINTR)
            continue;
        return ret;
    }
}
//偷窥方案实现readline避免一次读取一个字符
ssize_t readline(int sockfd,void * buf,size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    size_t nleft=maxline;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(1)
    {
        ret=recv_peek(sockfd,bufp,nleft);//不清除sockfd,只是窥看
        if(ret<0)
            return ret;
        else if(ret==0)
            return ret;
        nread=ret;
        int i;
        for(i=0;i<nread;i++)
        {
            if(bufp[i]=='\n')
            {
                ret=readn(sockfd,bufp,i+1);//读出sockfd中的一行并且清空
                if(ret!=i+1)
                    exit(EXIT_FAILURE);
                return ret;
            }
        }
        if(nread>nleft)
            exit(EXIT_FAILURE);
        nleft-=nread;
        ret=readn(sockfd,bufp,nread);
        if(ret!=nread)
            exit(EXIT_FAILURE);
        bufp+=nread;//移动指针继续窥看
    }
    return -1;
}
void echo_cli(int sock)
{
/*
    char sendbuf[1024]={0};
    char recvbuf[1024]={0};
    while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)!=NULL)//默认有换行符
    {

        writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
        int ret=readline(sock,recvbuf,1024);
        if(ret==-1)
            ERR_EXIT("readline");
        else if(ret==0)
        {
            printf("service closed\n");
            break;
        }
        fputs(recvbuf,stdout);
        memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
        memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
    }
*/
    char sendbuf[1024]={0};
    char recvbuf[1024]={0};
    fd_set rset;
    FD_ZERO(&rset);//初始化
    int nready;//准备好的个数
    int maxfd;
    int fd=fileno(stdin);//为何不使用STDIN_FILLENO（0），防止标准输入被重定向
    if(fd>sock)
        maxfd=fd;
    else
        maxfd=sock;
    while(1)
    {
        FD_SET(fd,&rset);//循环中。每次要重新设置rset。
        FD_SET(sock,&rset);
        nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);
        if(nready==-1)
            ERR_EXIT("select error");
        if(nready==0)
            continue;
        if(FD_ISSET(sock,&rset))
        {
            int ret=readline(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf));
            if(ret==-1)
                ERR_EXIT("readline error");
            else if(ret==0)
            {
                ERR_EXIT("serve closed");
                break;
            }
            fputs(recvbuf,stdout);
            memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
        }
        if(FD_ISSET(fd,&rset))
        {
            if(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)==NULL)
                break;
            writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
            memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
        }
    }
    close(sock);//当服务器端关闭，客户端readline读取到FIN退出循环，执行close

}
void handle_sigpipe(int sig)
{
    printf("recive a signal=%d\n",sig);

}
int main(void)
{
        signal(SIGPIPE,handle_sigpipe);//捕捉第二次write的SIGPIPE信号,默认终止进程
        int sock;
        if((sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
            ERR_EXIT("socket error");

        struct sockaddr_in servaddr;//本地协议地址赋给一个套接字
        memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family=AF_INET;
        servaddr.sin_port=htons(5188);

        servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服务器段地址
        //inet_aton("127.0.0.1",&servaddr.sin_addr);

        if(connect(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
            ERR_EXIT("connect");

        //利用getsockname获取客户端本身地址和端口,即为对方accept中的对方套接口
        struct sockaddr_in localaddr;
        socklen_t addrlen=sizeof(localaddr);
        if(getsockname(sock,(struct sockaddr *)&localaddr,&addrlen)<0)
            ERR_EXIT("getsockname error");
        printf("local IP=%s, local port=%d\n",inet_ntoa(localaddr.sin_addr),ntohs(localaddr.sin_port));
        //使用getpeername获取对方地址
    echo_cli(sock);//选择一个与服务器通信
    return 0;
}

服务器程序不变，先关闭服务器程序，客户端也能正常退出了。（客户端select同时监测套接口和标准输入的读事件）

/*
主动关闭服务器端，客户端不会再while(fgets())处阻塞，而是会
接收到服务器的FIN从而进入TIME_WAIT状态

*/

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include<sys/wait.h>
#define ERR_EXIT(m)\
    do\
    {\
        perror(m);\
        exit(EXIT_FAILURE);\
    }while(0)
ssize_t readn(int fd,void *buf,size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nread;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nread=read(fd,bufp,nleft))<0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            else
                return -1;
        }
        else if(nread==0)
            return (count-nleft);
        bufp+=nread;
        nleft-=nread;
    }
    return count;
}
ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nwritten;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nwritten=write(fd,bufp,nleft))<=0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            return -1;
        }else if(nwritten==0)
            continue;
        bufp+=nwritten;
        nleft-=nwritten;
    }
    return count;

}
ssize_t recv_peek(int sockfd,void *buf,size_t len)
{
    while(1)
    {
        int ret=recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK);//从sockfd读取内容到buf,但不去清空sockfd,偷窥
        if(ret==-1&&errno==EINTR)
            continue;
        return ret;
    }
}
//偷窥方案实现readline避免一次读取一个字符
ssize_t readline(int sockfd,void * buf,size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    size_t nleft=maxline;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(1)
    {
        ret=recv_peek(sockfd,bufp,nleft);//不清除sockfd,只是窥看
        if(ret<0)
            return ret;
        else if(ret==0)
            return ret;
        nread=ret;
        int i;
        for(i=0;i<nread;i++)
        {
            if(bufp[i]=='\n')
            {
                ret=readn(sockfd,bufp,i+1);//读出sockfd中的一行并且清空
                if(ret!=i+1)
                    exit(EXIT_FAILURE);
                return ret;
            }
        }
        if(nread>nleft)
            exit(EXIT_FAILURE);
        nleft-=nread;
        ret=readn(sockfd,bufp,nread);
        if(ret!=nread)
            exit(EXIT_FAILURE);
        bufp+=nread;//移动指针继续窥看
    }
    return -1;
}
void echo_srv(int conn)
{
        int ret;
        char recvbuf[1024];
        while(1)
        {
            memset(&recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
            //使用readn之后客户端发送的数据不足1024会阻塞
            //在客户端程序中确定消息的边界，发送定长包
            ret=readline(conn,recvbuf,1024);
            //客户端关闭
            if(ret==-1)
                ERR_EXIT("readline");
            else if(ret==0)
            {
                printf("client close\n");
                break;//不用继续循环等待客户端数据
            }
            fputs(recvbuf,stdout);
            writen(conn,recvbuf,strlen(recvbuf));
        }
}
void handle_sigchld(int sig)
{

    while(waitpid(-1,NULL, WNOHANG)>0)
        ;

}
int main(void)
{    

    signal(SIGCHLD,handle_sigchld);
    int listenfd;
    if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
        ERR_EXIT("socket error");
    //if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)

    //本地协议地址赋给一个套接字
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family=AF_INET;
    servaddr.sin_port=htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//表示本机地址

    //开启地址重复使用,关闭服务器再打开不用等待TIME_WAIT
    int on=1;
    if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on))<0)
        ERR_EXIT("setsockopt error");
    //绑定本地套接字
    if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
        ERR_EXIT("bind error");
    if(listen(listenfd,SOMAXCONN)<0)//设置监听套接字(被动套接字)
        ERR_EXIT("listen error");

    struct sockaddr_in peeraddr;//对方套接字地址
    socklen_t peerlen=sizeof(peeraddr);
    int conn;//已连接套接字(主动套接字)
    pid_t pid;
    while(1){
        if((conn=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen))<0)
            ERR_EXIT("accept error");
        //连接好之后就构成连接，端口是客户端的。peeraddr是对端
        printf("ip=%s port=%d\n",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));
        pid=fork();
        if(pid==-1)
            ERR_EXIT("fork");
        if(pid==0){
                close(listenfd);
                echo_srv(conn);
                //某个客户端关闭，结束该子进程,否则子进程也去接受连接
                //虽然结束了exit退出，但是内核还保留了其信息，父进程并未为其收尸。
                exit(EXIT_SUCCESS);
        }else     close(conn);
    }
    return 0;
}