1.单循环服务器

2.并发服务器

1. 设置socket属性

2. 进程

3. 线程

3.多路IO复用模型 - 提高并发程度

1. 区别

2. IO处理模型

1. 阻塞IO模型

2. 非阻塞IO模型

3. 信号驱动IO

4. IO多路复用

3. 特点

4. 函数接口

1. select

2. poll

3. epoll

半包

1.单循环服务器

2.并发服务器

1. 设置socket属性

原型：int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen)
功能：
在bind前设置socket的属性
参数：
        sockfd        要设置的socket
        level           设置socket层次//socket本身 tcp ip
        optname    选项名字
        optval        选项值
        optlen        长度
设置一个选项(开启一个功能)）---让地址重用，即可停止后立即使用
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(int));

2. 进程：

ps aux | grep ser        查找包含ser的进程

signal(SIGCHILD, do_child)

父进程接收子进程结束信号exit(0)后回收子进程资源，防止僵尸态

void do_child(int signo)
{        wait(NULL);}

3. 线程：

退出个体线程使用pthread_exit(NULL)
pthread_join()会阻塞程序，无法接收多个客户端信息，所以选择pthread_detach()回收资源

3.多路IO复用模型 - 提高并发程度

1. 区别

多进程和多线程：一个客户端对应一个进程或线程
IO多路复用：多个客户端对应一个进程或线程

2. IO处理模型

1. 阻塞IO模型：

特点：简单，低效

i - 读：scanf， getchar，read，recv
操作：从终端stdin读取数据 => 阻塞等待读取数据 => 返回用户空间

o- 写：pipe(一直向管道写入数据，管道内存满时阻塞)

2. 非阻塞IO模型

特点：轮询，CPU负担重

操作：从终端stdin读取数据 => 不等待读取数据 => 直接返回用户空间
O_NONBLOCK 打开文件时可以设置为非阻塞模式

3. 信号驱动IO

设置非阻塞：fcntl，并与信号结合

特点：处理多路IO时资源数量有限

原型：int fcntl（int fd， int cmd， ...）
功能：

维护文件描述符

参数

        fd                  要操作的fd
        cmd              要做的操作

F_GETFL 开启异步信号

F_SETFL

F_SETOWN 设置与信号的关联

          fcntl(fd， F_SETOWN, gtpid())；
        ...                  可变参数 eg：printf(const char *format,...); printf("hello");        printf("a = %d\n", a);

返回值

成功时返回值取决于所作的操作

与信号的结合：signo

4. IO多路复用

3. 特点

1. 可以处理多路IO

2. 不需要阻塞

3. 不需要轮询

4. 函数接口

1. select

原型：int select(int nfds,
                        fd_set *readfds,
                        fd_set *writefds,
                        fd_set *exceptfds,
                        struct timeval *timeout);
功能：

实现IO多路复用

参数

                nfds 文件描述符中最大文件描述符+1

遍历时即可遍历到自己 for(i = 0; i < nfds; i++)
                readfds 读操作的文件描述符的集合
                writefds 写操作的文件描述符的集合
                exceptfds 异常的文件描述符的集合
                timeout 设置超时时间 struct timeval_t = {3, 0}; //阻塞3秒

NULL表示select是阻塞功能

                                                                0 - 非阻塞

n > 0 - 每次阻塞的时间

返回值

成功返回就绪的文件描述符的数量

失败返回-1

1. 辅助函数

void FD_CLR(int fd, fd set *set); // 将fd从set集合中清除
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); // 判断fd是否在set中
void FD_SET(int fd， fd_set *set); // 将fd添加到set集合中
void FD_ZERO(fd_set *set);t*set); // 将set集合清空

2. 步骤

1. 建立一张表监控

fd_set readfds ; 建立表

FD_ZERO(&readfds) 清空表

2. 将要监控的文件描述符加入表中

FD_SET(0，&readfds); 0表示标准输入

FD_SET(fd，&readfds);

3.准备参数

nfds = fd + 1

select(nfs， &readfds， NULL, NULL, NULL);

4. 监控文件描述符

3. 缺点

1.最大监听数受限：FD_SETSIZE 默认1024（Linux)
2.每次调用需重置fdSet：内核会修改集合，必须每次重新
3.用户态与内核态拷贝开销大
4.返回后仍需遍历所有fd才能知道哪个就绪
5.效率随fd数量增长下降明显

4. 点对点聊天

server.c：

client.c：

超时设置：

5. 多路IO复用

server.c

client.c：

（退出.quit不管用）

解决：使用strncpy函数除去输入的\n

2. poll

原型：int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

struct pollfd {
int fd; /* file descriptor */
short events; /* requested events */
short revents; /* returned events */
};

功能：

对文件描述符监控

参数：

events 事件：POLLIN 读

POLLOUT 写

POLLERR 错误
revents 返回就绪的事件

nfds 监控的文件描述符的个数

timeout 时间值，-1阻塞时间值，单位ms

0非阻塞

返回值

成功返回就绪文件的数量，0 超时情况下没有就绪事件

失败返回 -1

1. 步骤

1. 建立监控表

struct pollfd fds[10]; // 监控10个fd

2. 将要监控的文件描述符加入表中

两路：int nfds = 0；

fds[0].fd = 0； fds[1].fd = sockfd；

fds[0].events = POLLIN | POLLOUT； fds[0].events = POLLIN | POLLOUT；

nfds++； nfds++；

// 关心读和写，只会返回就绪的事件

3.准备参数

4. 监控文件描述符

2. 改进与缺点

相比select的改进

1．无1024限制：只要系统允许打开足够多fd
2.无需重置集合：^events和」revents丶分离
3.更清晰的事件机制
4.效率更高：仅遍历传入的数组，不遍历整个fd范围

仍存在的问题

1.每次调用仍需将整个fds[]拷贝到内核
2.返回后仍需遍历全部元素查找就绪fd
3.时间复杂度仍是O(n)，连接数多时性能下降

3. 点对点聊天

server.c：

client.c：

4. 多路IO复用

server.c：

3. epoll

1. epoll_create

原型：int epoll_create(int size)
功能：

创建一个epoll对象

参数：

size 忽略，但是必须大于0

返回值

成功返回epoll对象的fd

失败返回-1

2. epoll_ctl

原型：int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
功能：

控制epoll对象

参数：

epfd epoll对象的fd

        op   EPOLL_CTL_ADD 添加

  EPOLL_CTL_MOD 修改

EPOLL_CTL_DEL 删除

        fd          关心的文件描述符

        event 事件

                                typedef union epoll_data {
                         void *ptr;
                         int fd;
                          uint32_t u32;
                          uint64_t u64;
                        } epoll_data_t;

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

                                struct epoll_event {
                          uint32_t events; // EPOLLIN 读

// EPOLLOUT 写

// EPOLLERR 出错

// EPOLLET 边沿触发
                          epoll_data_t data;
                      };

返回值

成功返回0，失败返回-1

中断

1. 水平（电平）触发

有数据就会一直通知

2. 边沿触发

每完成从没数据到有数据的过程，通知一次

3. epoll_wait

原型：int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events, int maxevents, int timeout);
功能：

监控对应文件描述符，查看是否就绪

参数：

        epfd epoll对象

        events 保存就绪结果的数组的首地址
        maxevents 数组大小

        timeout 设置超时时间，单位ms

返回值：

成功返回就绪数量，失败返回-1

4. 步骤

1. 创建一个epoll对象 -- 监控的表

int epfd = epoll_create(2);

2. 添加文件描述符

int add_fd(int fd， int epfd)

{

        struct epoll_event ev；

        ev.events = EPOLLIN;

        ev.data.fd = fd；

if( epoll_ctl(epfd，EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev) < 0)

{ perror("fail to add")； return -1;}

return 0;

        }

        add_fd(0, epfd);

        add_fd(fd, epfd);

删除文件描述符

        int del_fd(int fd, int epfd)
        {
            if ( epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL))
            {        perror("fail to delte");        return -1; }
           return 0;
        }

3. 监控文件描述符