网络编程（五）

网络服务器超时检测
- 使用select进行超时检测
- 套接字属性
- - **getsockopt:获取socket软通道的某项属性值**
  - setsockopt:设置socket软通道的某项属性值**（socket建立之后就可使用）
- 信号
- - **signal()：信号处理函数===set**
  - **sigaction():信号处理函数===set/get**

网络服务器超时检测

在网络通信中，很多操作会使得进程阻塞
TCP套接字中的recv/accept/connect
UDP套接字中的recvfrom
超时检测的必要性：
1、避免进程在没有数据时无限制地阻塞
2、当设定的时间到时，进程从原操作返回继续运行

使用select进行超时检测

如果该服务器使用select实现的，可以使用select的最后一个参数做超时检测

#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);
//参数1：需要监控的最大文件描述符的个数，总数
//参数2：指针指向读文件描述符集合表
//参数3：指针指向写文件描述符集合表
//参数4：指针指向异常文件描述符集合表
//参数5：① ② ③
//①NULL—>将select变成阻塞函数
//②0—>仅仅检测文件描述符的状态，然后立即返回，不会置位
//③时间值—>表示select的监控超时时间。时间到达之前select监控到有IO通道活跃，select返回通道路数并置位；超时时间到，select没有监控到任何IO通道有数据，那么select返回0
//返回值：成功返回监控到的有数据发生的通道个数；没有活跃则没有返回，则一直阻塞,失败返回-1

*第四个参数struct timeval timeout
在这里插入图片描述

套接字属性

socket—>有socket层，IP层，tcp/udp层属性

getsockopt:获取socket软通道的某项属性值

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,void *optval, socklen_t *optlen);
//参数1：文件描述符–>标识一个网络软通道
//参数2：level指定控制套接字的层次（SOL_SOCKET,IPPROTO_TCP,IPPROTO_IP）
//参数3：要设置的属性项，根据参数2决定属性项
//参数4：参数3对应的属性值的指针
//参数5：指向参数4大小的指针

setsockopt:设置socket软通道的某项属性值**（socket建立之后就可使用）

#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,const void *optval, socklen_t optlen);
//参数1：文件描述符–>标识一个网络软通道
//参数2：level指定控制套接字的层次（SOL_SOCKET,IPPROTO_TCP,IPPROTO_IP）
//参数3：要设置的属性项，根据参数2决定属性项
//参数4：参数3对应的属性值的指针
//参数5：指向参数4大小
//返回值：成功返回0，失败返回-1，并更新errno

在这里插入图片描述

//超时检测发送方代码
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{//1，创建套接字int socketFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(socketFd < 0){perror("socket udp client error");return -1;}printf("socket udp client ok!\n");//2，设置服务器的IP 地址和端口struct sockaddr_in addr;bzero(&addr, sizeof(addr));//赋值addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888);//接收方的端口addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("224.0.2.88");//组播地址//允许组播int opt = 1;setsockopt(socketFd, IPPROTO_IP, IP_MULTICAST_IF, &opt, sizeof(opt));//3，通信char buf[256] = {0};while(1){bzero(buf, sizeof(buf));printf("推送一条组播消息:");fgets(buf, sizeof(buf), stdin);//从标准输入流中获取数据if(0 == strncasecmp("quit", buf, 4)){printf("结束!\n");bzero(buf, sizeof(buf));sendto(socketFd, buf, strlen(buf), 0, \(struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));break;}//发送消息sendto(socketFd, buf, strlen(buf), 0, \(struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));printf("send multicast message ok!\n");}//关闭套接字close(socketFd);return 0;
}

//超时检测接收方代码
recvfrom进行超时检测
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{//1，创建套接字int socketFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);printf("socket server ok!\n");//2，绑定接收方的IP 地址和端口struct sockaddr_in addr;bzero(&addr,sizeof(addr));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888);//指定的接收方端口，必须和发送方一样addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意地址bind(socketFd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));printf("bind ok!\n");//3，加入到多播组中struct ip_mreq ipaddr;bzero(&ipaddr, sizeof(ipaddr));ipaddr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.2.88");ipaddr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);setsockopt(socketFd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &ipaddr,sizeof(ipaddr));char buf[256] = {0};//4,接收多播组中的消息//定义存储对方地址信息的结构变量struct sockaddr_in otherAddr;bzero(&otherAddr, sizeof(otherAddr));int len = sizeof(otherAddr);while(1){bzero(buf, sizeof(buf));//设置超时检测struct timeval timeout;bzero(&timeout, sizeof(timeout));timeout.tv_sec = 3;//设置setsockopt(socketFd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,&timeout,sizeof(timeout));//注意：udp服务器一定要存储发送方的地址信息（没有建立过连接，每一次//的发送，都需要知道对方的地址信息!!!）int ret = recvfrom(socketFd, buf, sizeof(buf), 0, \(struct sockaddr *)&otherAddr, &len);if(ret < 0){//判断错误码是否为EAGAINif(errno == EAGAIN){printf("已超时3秒...");}else{perror("recvfrom error");break;}}else if(0 == ret){printf("组中停止消息的发送~\n");break;}else{printf("接收的组播消息:%s\n",buf);}}//5,离开多播组setsockopt(socketFd, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &ipaddr,sizeof(ipaddr));//6,关闭套接字close(socketFd);return 0;
}

信号

在这里插入图片描述

//信号处理函数：
void handler_func(int signum)
{
;
}
//信号行为结构体
struct sigaction {
void (*sa_handler)(int);//信号处理函数，和signal一样的
void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;//标志，可以设置为取消自重启属性
void (*sa_restorer)(void);
};

更改信号默认操作：

signal()：信号处理函数===set

signal函数原型：
#include <signal.h>
void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))(int);
优化原型：看的更清楚。
//给函数指针类型取别名
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
功能：进行信号安装
参数：
参数1：需要安装的信号名称
参数2：对于该信号的处理函数（该函数是用户自定义的，且返回值类型void ,形参是一个int的函数的地址）
PS：参数2的位置可以传入：忽略（SIG_IGN）执行缺省操作（SIG_DFL）,信号处理函数的地址
返回值：成功安装完毕的信号处理函数的地址。

sigaction():信号处理函数===set/get

sigaction(信号，处理动作结构，处理动作结构)
① sigaction(SIGALRM, NULL, &act) //获取SIGALRM信号对应的默认处理信息结构
① sigaction(SIGALRM, &act， NULL)//设置SIGALRM信号对应的新的处理信息结构

在这里插入图片描述

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
//参数：秒数
//当定时器指定的时间到了时，它就向进程发送SIGALARM信号，信号的默认操作是结束进程.
//注意：每个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时，以前已为该进程设置过闹钟时间，而且它还没有超时，则该闹钟时间的剩余时间值作为本次alarm函数调用的值返回，以前登记的闹钟时间则被新值代换。如果有以前登记的尚未超过的闹钟时间，而新设的闹钟时间值为0，则取消以前的闹钟时间，其剩余时间值仍作为函数的返回值。

在这里插入图片描述

//alarm定时器接收方超时检测代码
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
//信号处理函数
void handler_func(int signum)
{printf("已超时...\n");
}
int main(int argc, const char *argv[])
{//1，创建套接字int socketFd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);printf("socket server ok!\n");//2，绑定接收方的IP 地址和端口struct sockaddr_in addr;bzero(&addr,sizeof(addr));addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8888);//指定的接收方端口，必须和发送方一样addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意地址bind(socketFd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));printf("bind ok!\n");//3，加入到多播组中struct ip_mreq ipaddr;bzero(&ipaddr, sizeof(ipaddr));ipaddr.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.2.88");ipaddr.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);setsockopt(socketFd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &ipaddr,sizeof(ipaddr));char buf[256] = {0};//4,接收多播组中的消息//定义存储对方地址信息的结构变量struct sockaddr_in otherAddr;bzero(&otherAddr, sizeof(otherAddr));int len = sizeof(otherAddr);//第一步：先获取SIGALRM信号的旧行为struct sigaction act;bzero(&act, sizeof(act));sigaction(SIGALRM, NULL, &act);//第二步：设置处理函数+取消recvfrom的自重启属性act.sa_handler = &handler_func;//act.sa_flags |= SA_RESTART;//启动函数的自重启属性：eg:recvfrom:自重启属性再次陷入阻塞act.sa_flags &= ~SA_RESTART;//取消recvfrom再次陷入阻塞//第三步：将设置完毕的新行为设置给SIGALRM信号sigaction(SIGALRM, &act, NULL);while(1){bzero(buf, sizeof(buf));//使用sigaction函数捕捉SIGALRM信号，给他设置一个处理函数和//取消recv函数自带的自重启属性//设置超时检测alarm(5);//秒到了，会产生SIGALRM信号//注意：udp服务器一定要存储发送方的地址信息（没有建立过连接，每一次//的发送，都需要知道对方的地址信息!!!）int ret = recvfrom(socketFd, buf, sizeof(buf), 0, \(struct sockaddr *)&otherAddr, &len);if(ret < 0){perror("recvfrom error");//perror:interrupt syatem call-->中断系统调用//break;加了break此时会直接跳出while循环，不加则继续进行等待接收（超时检测）}else if(0 == ret){printf("组中停止消息的发送~\n");break;}else{printf("接收的组播消息:%s\n",buf);}}//5,离开多播组setsockopt(socketFd, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &ipaddr,sizeof(ipaddr));//6,关闭套接字close(socketFd);return 0;
}