网络编程-----服务器（多路复用IO 和 TCP并发模型）

一、单循环服务器模型

1. 核心特征

while(1)
{
newfd = accept();
recv();
close(newfd);
}

2. 典型应用场景

• HTTP短连接服务（早期Apache）
• CGI快速处理
• 简单测试服务器

3. 综合代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <port> <ip>\\n",argv[0]);
return -1;
}

//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);
printf("fd = %d\\n",fd);
//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

printf("connect success!\\n");

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}

while (1)
{
//4.accept
int connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}

printf("—-client — connectted\\n");

char buf[1024];
char sbuf[1024];
while (1)
{
recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
close(connfd);
break;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
}
}
close(fd);

return 0;
}

4. 优缺点分析

二、多进程并发模型

1. 核心实现

while(1) {
int newfd = accept(listen_fd, …);
pid_t pid = fork();

if (pid == 0) { // 子进程
close(listen_fd);
handle_connection(newfd);
close(newfd);
exit(0);
} else if (pid > 0) { // 父进程
close(newfd);
waitpid(-1, NULL, WNOHANG); // 非阻塞回收
}
}

2. 进程管理优化

// 使用信号处理避免僵尸进程
signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 忽略子进程结束信号

// 或使用waitpid循环
while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);

3. 典型应用

• 传统Apache的prefork模式
• FTP服务器
• 数据库连接池

4. 资源消耗对比

5. 优缺点分析

6. 综合代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

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

int init_server(const char *ip,unsigned short port)
{
//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(port);
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);

//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}
return fd;
}

int client_handler(int connfd)
{
char buf[1024];
char sbuf[1024];
int ret = 0;

while (1)
{
ret = recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
if (ret < 0)
{
perror("client_handler recv fail");
ret = -1;
}
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
close(connfd);
ret = 1;
break;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
ret = send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
if (ret < 0)
{
perror("client_handler send fail");
ret = -1;
}
}

return ret;

}

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <ip> <port>\\n",argv[0]);
return -1;
}

signal(SIGCHLD,handler);

int fd = init_server(argv[1],atoi(argv[2]));
if (fd < 0)
{
printf("init_server fail\\n");
return -1;
}

while (1)
{
//4.accept
int connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}

pid_t pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork fail");
return -1;
}
if (pid == 0)
{

int ret = 0;
if ((ret = client_handler(connfd)) < 0)
{
printf("client_handler fail");
return -1;
}
if (ret == 1)
{
printf("child exit…\\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}

}
}
close(fd);

return 0;
}

三、多线程并发模型

1. 核心实现（POSIX线程）

while(1) {
int newfd = accept(listen_fd, …);
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread_handler, (void*)newfd);
pthread_detach(tid); // 分离线程自动回收
}

void* thread_handler(void* arg) {
int fd = (int)arg;
// 处理请求
close(fd);
return NULL;
}

2. 线程安全控制

// 使用互斥锁保护共享资源
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void safe_write(int fd, const char* data) {
pthread_mutex_lock(&lock);
write(fd, data, strlen(data));
pthread_mutex_unlock(&lock);
}

3. 典型应用

• Java Tomcat
• IIS应用池
• 实时通信服务器

4. 性能指标对比

5. 优缺点分析

6. 综合代码

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>

int init_server(const char *ip,unsigned short port)
{
//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(port);
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);

//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}
return fd;
}

void* client_handler(void *arg)
{
int connfd = *(int *)arg;
char buf[1024];
char sbuf[1024];
long int ret = 0;

while (1)
{
ret = recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
if (ret < 0)
{
perror("client_handler recv fail");
ret = -1;
}
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
close(connfd);
ret = 1;
break;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
ret = send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
if (ret < 0)
{
perror("client_handler send fail");
ret = -1;
}
}

return (void*)ret;

}

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <ip> <port>\\n",argv[0]);
return -1;
}

int fd = init_server(argv[1],atoi(argv[2]));
if (fd < 0)
{
printf("init_server fail\\n");
return -1;
}

while (1)
{
//4.accept
int connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}

pthread_t tid;

int ret = pthread_create(&tid,NULL,client_handler,&connfd);
if(ret != 0)
{
errno = ret;
perror("pthread_create fail");
return -1;
}
pthread_detach(tid);//设置分离属性,由系统回收资源
}
close(fd);
return 0;
}

四、并发的服务器模型 —更高程度上的并发 

（一）fcntl 函数与 I/O 模型详解

1. 函数原型

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int fcntl(int fd, int cmd, … /* arg */ );

2. 主要操作类型

（二）非阻塞I/O设置示例

1. 设置流程

int flag = fcntl(connfd,F_GETFL,0);
flag = flag | O_NONBLOCK;
fcntl(connfd,F_SETFL,flag);

2. 行为变化对比

（三）I/O 模型对比

1. 阻塞I/O模型

2. 非阻塞I/O模型

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#include <fcntl.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <port> <ip>\\n",argv[0]);
return -1;
}

//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);
printf("fd = %d\\n",fd);
//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

printf("connect success!\\n");

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}

while (1)
{
//4.accept
int connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}

printf("—-client — connectted\\n");

char buf[1024];
char sbuf[1024];

int flag = fcntl(connfd,F_GETFL,0);
flag = flag | O_NONBLOCK;
fcntl(connfd,F_SETFL,flag);

while (1)
{
recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
close(connfd);
break;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
}
}
close(fd);

return 0;
}

（四）信号驱动 I/O 详解

1. 设置异步标志

// 获取当前文件状态标志
int flags = fcntl(fd, F_GETFL);
if (flags == -1) {
perror("fcntl F_GETFL");
exit(EXIT_FAILURE);
}

// 添加异步I/O标志
if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_ASYNC) == -1) {
perror("fcntl F_SETFL");
exit(EXIT_FAILURE);
}

2. 指定信号接收者

// 设置当前进程为信号接收者
if (fcntl(fd, F_SETOWN, getpid()) == -1) {
perror("fcntl F_SETOWN");
exit(EXIT_FAILURE);
}

3. 注册信号处理函数

// 更安全的sigaction替代signal
struct sigaction sa;
sa.sa_flags = SA_RESTART;
sa.sa_handler = sigio_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);

if (sigaction(SIGIO, &sa, NULL) == -1) {
perror("sigaction");
exit(EXIT_FAILURE);
}

4. 基本处理逻辑

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

int g_fd;

void handler(int signo)
{
char buf[1024];
read(g_fd,buf,sizeof(buf));

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
return;
printf("buf = %s\\n",buf);

}

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (mkfifo(argv[1],0666) < 0 && errno != EEXIST)
{
perror("mkfifo fail");
return -1;
}

printf("mkfifo success\\n");

int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (fd < 0)
{
perror("open fail");
return -1;
}

g_fd = fd;
int flag = fcntl(fd,F_GETFL,0);
flag = flag | O_ASYNC;//设置为异步通信
fcntl(fd,F_SETFL,flag);

fcntl(fd,F_SETOWN,getpid());//所有者
signal(SIGIO,handler);

int i = 0;
while (1)
{
printf("i = %d\\n",i);
sleep(1);
++i;
}

close(fd);
return 0;
}

5.核心局限性分析

（五）select 函数详解

一、函数原型与参数解析

#include <sys/select.h>

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

参数说明

返回值

• 成功：返回就绪的文件描述符总数（可能为0）
• 失败：返回-1并设置errno
• 超时：返回0

二、核心操作宏

三、典型使用流程

1. 初始化描述符集合

fd_set read_fds;
FD_ZERO(&read_fds);
FD_SET(listen_fd, &read_fds);
int max_fd = listen_fd;

2. 等待事件就绪

struct timeval tv = {5, 0}; // 5秒超时
fd_set tmp_fds = read_fds;

int ready = select(max_fd + 1, &tmp_fds, NULL, NULL, &tv);
if (ready == -1) {
if (errno == EINTR) continue; // 处理信号中断
perror("select error");
break;
} else if (ready == 0) {
printf("Timeout\\n");
continue;
}

3. 处理就绪事件

for (int fd = 0; fd <= max_fd; fd++) {
if (FD_ISSET(fd, &tmp_fds)) {
if (fd == listen_fd) {
// 处理新连接
int new_fd = accept(listen_fd, …);
FD_SET(new_fd, &read_fds);
max_fd = (new_fd > max_fd) ? new_fd : max_fd;
} else {
// 处理客户端数据
ssize_t n = read(fd, …);
if (n <= 0) {
close(fd);
FD_CLR(fd, &read_fds);
}
}
}
}

四、关键注意事项

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
if (mkfifo(argv[1],0666) < 0 && errno != EEXIST)
{
perror("mkfifo fail");
return -1;
}

printf("mkfifo success\\n");

int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (fd < 0)
{
perror("open fail");
return -1;
}
char buf[1024] = {0};

//1.建表
fd_set readfds;
FD_ZERO(&readfds);

//2.添加要关心的fd
FD_SET(0,&readfds);
FD_SET(fd,&readfds);

//3.select函数监控
fd_set backfds;

struct timeval tv = {5,0};
while(1)
{
backfds = readfds;//每次循环回来拿到的都是最原始数据
int nfds = fd + 1;//因为另一个是0,所以最大也就是ｆｄ
int ret = select(nfds,&backfds,NULL,NULL,&tv);
if(ret < 0)
{
perror("select fail");
return -1;
}
if(ret > 0)
{
for(int i = 0;i < nfds;i++)//也可以是1024,但没必要
{
if(FD_ISSET(i,&backfds))
{
if(i == 0)
{
fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
break;
printf("buf = %s\\n",buf);
}else if(i == fd)
{
read(fd,buf,sizeof(buf));
if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
break;
printf("buf = %s\\n",buf);
}
}
}
}
}

close(fd);
return 0;
}

可以从客户端读取数据，也可以自身从键盘输入

tcp多客户端连接到服务器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <port> <ip>\\n",argv[0]);
return -1;
}

//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);
printf("fd = %d\\n",fd);
//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

printf("connect success!\\n");

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}

//1.准备表
fd_set readfds;
FD_ZERO(&readfds);

//2.添加要监控的fd
FD_SET(fd,&readfds);
int connfd = 0;

fd_set backfds;
int i = 0;
int nfds = fd + 1;
while (1)
{
backfds = readfds;
int ret = select(nfds,&backfds,NULL,NULL,NULL);

if (ret < 0)
{
perror("select fail");
return -1;
}

if (ret > 0)
{
for (i = 0; i < nfds; ++i)
{

if (FD_ISSET(i,&backfds))
{
if (i == fd)
{
//4.accept
connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}

FD_SET(connfd,&readfds);
nfds = nfds > connfd + 1 ? nfds:connfd + 1;
}else
{
char buf[1024];
char sbuf[1024];
recv(i,buf,sizeof(buf),0);
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
close(i);
FD_CLR(i,&readfds);
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
send(i,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);

}
}
}
}

}
close(fd);

return 0;
}

并发模型对比

（六）epoll 

一、核心函数解析

1. epoll_create：创建 epoll 实例

#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);

• 参数：
  • size：内核初始分配数据结构的建议值（Linux 2.6.8+ 后忽略，但需 > 0）
• 返回值：
  • 成功：epoll 文件描述符 (epfd)
  • 失败：-1，设置 errno
• 注意：
  • 需手动调用 close(epfd) 释放资源
  • 典型用法：epoll_create1(0)（更推荐，支持 EPOLL_CLOEXEC 标志）

2. epoll_ctl：管理监控列表

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

• 操作类型 (op)：

  操作说明

  EPOLL_CTL_ADD	添加 fd 到监控列表（重复添加报 EEXIST 错误）
  EPOLL_CTL_MOD	修改已注册 fd 的事件（未注册的 fd 报 ENOENT 错误）
  EPOLL_CTL_DEL	从监控列表删除 fd（内核会忽略 event 参数）

• 事件结构：

  struct epoll_event {
  uint32_t events; // 监控的事件类型（位掩码）
  epoll_data_t data; // 用户数据（可携带 fd、指针等）
  };

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

3. epoll_wait：等待事件就绪

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

• 参数：
  • events：输出参数，存储就绪事件数组
  • maxevents：最多返回的事件数量（需 ≤ 数组长度）
  • timeout：超时时间（ms），-1 表示阻塞，0 表示立即返回
• 返回值：
  • 成功：就绪事件数量
  • 超时：0
  • 错误：-1，设置 errno

二、事件类型与触发模式

1. 基础事件类型

2. 高级控制标志

三、触发模式对比

实例：

基于 epoll 的简单 TCP 服务器，可以同时处理多个客户端连接

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/epoll.h>

// 将文件描述符添加到 epoll 实例中
int add_fd(int epfd,int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;// 监听可读事件
ev.data.fd = fd;// 设置文件描述符

if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev) < 0)
{
perror("epoll_ctl fail");
return -1;
}
return 0;
}
// 从 epoll 实例中删除文件描述符
int del_fd(int epfd,int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = fd;

if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev) < 0)
{
perror("epoll_ctl fail");
return -1;
}
return 0;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <port> <ip>\\n",argv[0]);
return -1;
}

//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);
//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

printf("connect success!\\n");

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}

//1.准备表
int epfd = epoll_create(2);
if(epfd < 0)
{
perror("epoll_create fail");
return -1;
}

//2.添加要监控的fd
add_fd(epfd,fd); // 添加监听 socket 到 epoll
int connfd = 0;

struct epoll_event result[1024];// 保存 epoll_wait 返回的事件
int maxevents = 1024;//指定 epoll_wait 函数最多可以返回的事件数量。
int ret = 0;
int i = 0;

int tm = 3000;//3s
while (1)
{// 等待 epoll 事件
ret = epoll_wait(epfd,result,maxevents,tm);

if (ret < 0)
{
perror("epoll_wait fail");
return -1;
}else if (ret == 0) {
printf("epoll_wait timeout\\n");//处理超时
}else if(ret > 0)
{
for (i = 0; i < ret; ++i)
{
// 如果是监听 socket 有事件，说明有新连接
if (result[i].data.fd == fd)//作用为监听的fd
{
//4.accept
connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}
// 将新连接的 socket 添加到 epoll
add_fd(epfd,connfd);
}else //通信的fd
{
// 处理客户端数据
connfd = result[i].data.fd;//取触发事件的文件描述符
char buf[1024];
char sbuf[1024];
recv(connfd,buf,sizeof(buf),0);
printf("c: %s\\n",buf);

if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
del_fd(epfd,connfd);
close(connfd);
continue;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
}
}
}

}
close(fd);

return 0;
}

基于 epoll 的简单 TCP 服务器，可以同时处理多个客户端连接（边沿触发模式）

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>

// 将文件描述符添加到 epoll 实例中
int add_fd(int epfd,int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;// 监听可读事件，并使用边缘触发模式
ev.data.fd = fd;// 设置文件描述符

if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev) < 0)
{
perror("epoll_ctl fail");
return -1;
}
return 0;
}
// 从 epoll 实例中删除文件描述符
int del_fd(int epfd,int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = fd;

if(epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,&ev) < 0)
{
perror("epoll_ctl fail");
return -1;
}
return 0;
}
// 设置文件描述符为非阻塞模式
void set_nonblock(int fd)
{
int flag = fcntl(fd,F_GETFL,0);// 获取当前文件状态标志
flag = flag|O_NONBLOCK;// 设置非阻塞标志
fcntl(fd,F_SETFL,flag);// 更新文件状态标志
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
printf("Usage: %s <port> <ip>\\n",argv[0]);
return -1;
}

//1.socket 创建通信一端
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

if (fd < 0)
{
perror("socket fail\\n");
return -1;
}

struct sockaddr_in seraddr;
bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));

seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]);
//2.bind — 绑定服务器端的地址信息
if (bind(fd,(const struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr)) < 0)
{
perror("connect fail");
return -1;
}

printf("connect success!\\n");

//3.listen — 设置监听
if (listen(fd,5) < 0)
{
perror("listen fail");
return -1;
}

//1.准备表
int epfd = epoll_create(2);
if(epfd < 0)
{
perror("epoll_create fail");
return -1;
}

//2.添加要监控的fd
// 添加监听 socket 到 epoll，并设置为非阻塞模式
add_fd(epfd,fd);
set_nonblock(fd);

int connfd = 0;

struct epoll_event result[1024];// 保存 epoll_wait 返回的事件
int maxevents = 1024;//指定 epoll_wait 函数最多可以返回的事件数量。
int ret = 0;
int i = 0;

int tm = 3000;//3s
while (1)
{// 等待 epoll 事件
ret = epoll_wait(epfd,result,maxevents,tm);

if (ret < 0)
{
perror("epoll_wait fail");
return -1;
}else if (ret == 0) {
printf("epoll_wait timeout\\n");//处理超时
}else if(ret > 0)
{
for (i = 0; i < ret; ++i)
{
// 如果是监听 socket 有事件，说明有新连接
if (result[i].data.fd == fd)//作用为监听的fd
{
//4.accept
connfd = accept(fd,NULL,NULL);

if (connfd < 0)
{
perror("accept fail");
return -1;
}
set_nonblock(connfd);// 设置新连接为非阻塞模式
// 将新连接的 socket 添加到 epoll
add_fd(epfd,connfd);
}else //通信的fd
{
// 处理客户端数据
connfd = result[i].data.fd;//取触发事件的文件描述符
char buf[1024];
char sbuf[1024];

while(1)
{
ret = recv(connfd,buf,1,0);
printf("c: %s\\n",buf);

if(ret < 0)
{
if(errno == EWOULDBLOCK||errno == EAGAIN)
break;// 非阻塞模式下，没有更多数据可读
}
if (strncmp(buf,"quit",4) == 0)
{
del_fd(epfd,connfd);
close(connfd);
continue;
}
sprintf(sbuf,"server + %s\\n",buf);
send(connfd,sbuf,strlen(sbuf)+1,0);
}
}
}
}

}
close(fd);

return 0;
}

（七）select、poll、epoll 的比较

select 的缺点：

poll 的缺点：

epoll 的优点：