43-使用 select 改进客户端

1. 程序路径

代码托管在 gitos 上，请使用下面的命令获取：

git clone https://git.oschina.net/ivan_allen/unp.git

如果你已经 clone 过这个代码了，请使用 git pull 更新一下。本节程序所使用的程序路径是 unp/program/echo/multiplexing_select_client。

2. 回忆 select

2.1 函数原型

 /* According to POSIX.1-2001 */
#include <sys/select.h>

/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

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

void FD_CLR(int fd, fd_set *set);
int  FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
void FD_SET(int fd, fd_set *set);
void FD_ZERO(fd_set *set);

上面这些函数相信你不陌生，后面我们写程序会用到。

2.2 selece 的参数与返回值

（1）参数

• nfds 表示三个集合中最大描述符的值 + 1
• 后面三个 fd_set 集合分别表示监听哪种类型的事件，分别表示读事件，写事件和异常事件集合
• 最后一个参数是超时参数，可以为 NULL，表示永远等待

（2）返回值

• 小于 0，失败
• 等于 0，超时时间到
• 大于 0，发生了 IO 事件的个数

3. 改进客户端

在旧版本（processzombie 以其之前我们写过的程序）中，我们使用的客户端基本上都是这样：

void doClient(int sockfd) {
  // 客户端阻塞在标准输入上，一旦客户端收到了服务器的 FIN，也无能为力
  while(fgets(buf, stdin)) {
    write(sockfd, buf);
    read(sockfd, buf);
    puts(buf);
  }
}

缺点是它无法感知服务器进程发来的 FIN 段，现在改进如下（伪代码）：

void doClient(int sockfd) {
  fds.add(STDIN_FILENO);
  fds.add(sockfd);
  maxfd = max(STDIN_FILENO, sockfd);

  while(1) {
    rfds = fds;
    // 只监听了标准输入和套接字 sockfd
    nready = select(maxfd + 1, &rfds, NULL, NULL, NULL);
    if (STDIN_FILENO in rfds) {
      if (fgets(buf, stdin) != NULL) {
        write(sockfd, buf);
      }
      else {
        break;
      }
    }

    if (sockfd in rfds) {
      if (read(sockfd, buf) == 0) {
        puts("peer closed");
        break;
      }
      puts(buf);
    }
  }
}

详细代码请参考 unp/program/echo/multiplexing_select_client/echo.cc.

4. 运行结果

• 在 flower 机器上启动服务器

flower $ ./echo -s -h flower

• 在 sun 机器上启动客户端

sun $ ./echo -h flower

随意输入一些字符，服务器正常回射。接下来，将服务器子进程强制 kill 掉，出现图 1 的画面：

图1 服务器进程杀死后，客户端立即反应过来

图2 四次挥手，优雅断开

5. 总结

• 掌握在网络编程中使用 select

练习 1：将本程序中的 select 改为 poll.
练习 2：使用 select 改进服务器（将多进程改为单进程）
思考：这个程序有很严重的 bug，想想在哪里？