linux网络编程之异步通信机制

  内核通过使用异步I/O，在某一进程需要处理的事件发生（例如，接收到新的连接请求）时，向该进程发送一个SIGIO信号。这样，应用进程不需要不停地等待着某些事件的发生，而可以往下运行，以完成其他的工作。只有收到从内核发来的SIGIO信号时，才去处理它（例如，读取数据）。
  异步I/O:使用fcntl()函数实现高效率的异步I/O，首先必须试用fcntl的F_SETOWN命令，使套接字归属于当前进程，以内核能够判断应该向哪个进程发送信号。接下来，使用fcntl的F_SETFL命令将套接字的状态标志位设置成异步通知方式（使用O_ASYNC参数）。
实例
/*async_server.c*/

/*async_server.c*/
/*server.c*/
//使用fcntl()函数实现异步通信方式
//tcp网络协议编程
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>

#define PORT 4321
#define MAX_QUE_CONN_NM 5
#define BUFFER_SIZE 1024

int sin_size;
int client_fd; //接收到的套接字ID
int sockid; //套接字描述符
struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
char buf[BUFFER_SIZE];
int recvbytes; //接收到的字节数

void do_work() /*模拟的任务，这里只是每秒去打印一句信息*/
{
while(1)
{
printf("i am working...\n");
sleep(1);
}
}

void accept_async() /*异步信号处理函数，处理新的套接字的连接和数据*/
{

sin_size=sizeof(client_sockaddr);
/*等待连接*/
if( (client_fd=accept(sockid,(struct sockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size)) == -1 )
{
printf("accept error\n");
exit(1);
}
printf("the client_id is:%d\n",client_fd);

memset(buf,0,sizeof(buf));

if( (recvbytes= recv(client_fd,buf,BUFFER_SIZE,0) ) == -1 )
{
printf("recv error\n");

exit(1);
}
printf("receive data %d\n",strlen(buf));
printf("receive a message:%s\n",buf);

}

int main()
{

int i=1;
int flags;

sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockid == -1)
{
//创建套接字失败
printf("socket error\n");
exit(1);
}

server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons(PORT); //端口号
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
//表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);

setsockopt(sockid,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&i,sizeof(i));

//绑定地址
if( bind(sockid,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr)) == -1 )
{
printf("bind error\n");
exit(1);
}
printf("bind success\n");

/*调用listen()函数，创建为处理请求的队列*/
if( listen(sockid,MAX_QUE_CONN_NM) == -1 )
{
printf("listen error\n");
exit(1);
}
printf("listen...\n");

/*设置异步方式*/
/*SIGIO信号处理函数的注册*/ //使用signal()函数
signal(SIGIO,accept_async);
/*使套接字归属于该进程*/
fcntl(sockid,F_SETOWN,getpid());
/*获得套接字的状态标志位*/
flags=fcntl(sockid,F_GETFL);

if(flags<0 || fcntl(sockid,F_SETFL,flags|O_ASYNC) <0)
{
/*设置成异步访问模式*/
printf("fcntl error\n");
}

do_work();

//结束连接
close(sockid);
exit(0);
}/*client.c*/

/*client.c*/
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

#define PORT 4321
#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc,char *argv[])
{
struct hostent *host;
int sockid;  //套接字描述符
int sendbyts;  //实际发送的字节数
char buf[BUFFER_SIZE];
struct sockaddr_in serv_addr;

if(argc<3)
{
fprintf(stderr,"USAGE:./client Hostname(or ip address) Text\n");
exit(1);
}

/*地址解析函数*/
/***************************
函数原型：struct hostent *gethostbyname(const char *hostname);
函数参数：hostname 主机名
函数返回值：成功 指向hostent的指针
失败 -1
*****************************/
if( (host=gethostbyname(argv[1])) == NULL )
{
printf("gethostbyname error\n");
exit(1);
}

memset(buf,0,sizeof(buf));
sprintf(buf,"%s",argv[2]);

//创建socket

sockid=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockid == -1)
{
//创建套接字失败
printf("socket error\n");
exit(1);
}
/*设置socket_in中的相关参数*/
serv_addr.sin_family=AF_INET;
serv_addr.sin_port=htons(PORT);  //端口号
serv_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);  //IP地址 //IP地址可以指定,或者使用宏INADDR_ANY
//表示运行套接字与服务器的任一网络接口进行绑定
bzero(&(serv_addr.sin_zero),8);

//连接服务器
/*调用connect()函数主动发起对服务器端的连接*/
/************************
函数原型： int connect(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t *addrlen)
函数参数： sockfd  套接字描述符
addr    客户端地址
addrlen 地址长度
函数返回值: 成功 接收到的非负套接字
失败 -1
***********************/
if( connect(sockid,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1 )
{
printf("connect error\n");
exit(1);
}

/*发送消息给服务端*/
/*****************
函数原型：int send(int sockfd,const void *msg,int len,int flags)
函数参数：sockfd 套接字描述符
msg 指向要发送数据的指针
len 数据长度
flags 一般为0
函数返回值：成功 实际发送的字节数
失败 -1
******************/
if( (sendbyts=send(sockid,buf,sizeof(buf),0)) == -1 )
{
printf("send error\n");
exit(1);
}

close(sockid);

return 0;
}

运行结果