网络编程（五）

网络服务器超时检测

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EAGAIN
			if(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;
}