第24章 网络编程进阶.pdf

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1、 第 24 章 网络编程进阶 上一章讨论了套接字编程的基本操作，本章将讨论套接字编程的高级技巧。使用这些技巧有助于编写高质量的网络应用程序。本章最后还介绍了使用套接字进行本地的进程之间的通信。在 Linux 环境中这种进程间的通信方法是经常使用的。24.1 套接字编程深入 套接字编程中有许多高级技巧，使用这些高级技巧可以更好地操作套接字，完成网络通信的任务。掌握这些技巧，不仅可以开发出高质量的网络应用程序，而且可以帮助读者从本质上了解套接字的行为。本小节将介绍一些关于套接字的内容。24.1.1 bind 函数的作用 面向连接的网络应用程序通常分为服务器端和客户端两个部分，服务器端的执行流程一般

2、分为以下 4 步：?调用 socket 函数，建立一个套接字，该套接字用于接下来的网络通信。?调用 bind 函数，将该套接字绑定一个地址，并指定一个端口号。?调用 listen 函数，使用该套接字监听连接请求。?当请求到来时，调用 accept 函数，复制该套接字处理请求。客户端程序相对简单，只需要以下两个步骤：?调用 socket 函数，创建一个套接字。?调用 connect 使用该套接字与服务器进行连接。服务器程序和客户端程序的显著区别在于客户端程序不需要调用 bind 函数。bind 函 数的作用是将套接字绑定一个 IP 地址和端口号，因为这两个元素可以在网络环境中唯一的标识一个进程。

3、如果套接字没有使用 bind 函数绑定地址和端口，那么在调用 listen 函数和connect 函数的时候内核会自动为套接字绑定。由此可知，客户端程序实际上在调用 connect 函数时由内核负责为其套接字绑定地址和端口，服务器程序也可以在调用 listen 函数时由内核自动绑定套接字。因此，调用 bind函数的这个步骤理论上讲是可以省略的。事实并非如此。虽然 listen 函数和 connect 函数都可以绑定套接字，但是其效果不一样。connect 函数使用一个设置好的地址结构（sockaddr_in）作为参数，结构中指定了服务器的IP 地址和需要通信的端口号。但是 listen 函数没

4、有这个参数，所以 listen 函数不能使用设置好的地址结构，只能由系统设置 IP 地址和端口号，如图 24-1 所示。第 24 章 网络编程进阶 741 图 24-1 使用 bind 函数的作用 服务器端的程序不关心客户端的 IP 地址，内核会将其绑定为任意值（INADDR_ANY），端口号也会由内核临时指派一个可用的端口。由于是临时指派，所以就会导致一个问题，就是每次执行服务器程序时，所使用的端口不一样。这个问题很严重，因为客户端需要指定需要通信的服务器的端口，这样做的结果就是每次重新启动服务器程序后都要对客户端程序作调整，这显然是不可能的。由此可知，bind函数对于服务器端程序是多么的重

5、要。24.1.2 并发服务器 读者可以总结出一般的面向连接的服务器程序的代码框架。该代码框架创建一个进程，处理客户端的连接请求，处理连接和监听连接是并发的，其一般模型如下：int main(void)socket(.);/*步骤 1 创建套接字*/bind(.);/*步骤 2 绑定地址和端口号*/listen(.);/*步骤 3 启动监听*/while(1)/*服务器程序多是驻留程序*/accept(.);/*接受并处理一个连接请求*/while(1)/*如果客户端程序是一个交互式程序，这里又出现一个死循环*/read(.);process(.);/*与客户端交互，客户端与用户交互，直到用户退

6、出客户端*/write(.);close(.);/*客户端退出，关闭连接，通信结束*/return 0;Linux C 程序设计大全 742 这种面向连接的服务器有一个弊端：服务器一次只能处理一个客户端的请求，只有在该客户的所有请求都满足后，服务器才可以继续后面的请求。如果有一个客户端占用服务器不放时，其他的客户机将都不能工作。?注意：由于客户端程序可能是交互的，所以如果有一个客户端程序长时间连接在服务器上又得不到用户的命令时，其他排队的请求就会被“饿死”。所以一般的面向连接服务器不会使用一个循环的框架，取而代之的是使用对进程处理的方式处理多个请求，这就是并发服务器的框架，其执行流程如图 24

7、-2 所示。图 24-2 并发服务器模型 第 24 章 网络编程进阶 743并发服务器的一般模型如下所示:int main(void)socket(.);bind(.);listen(.);while(1)accept(.);if(fork(.)=0)/*子进程处理客户端的请求*/while(1)close(.);/*关闭监听套接字*/read(.);/*即使客户端是交互式的也没关系，父进程可以接受其他请求*/process(.);write(.);close(.);/*关闭连接处理套接字*/exit(.);/*通信结束，子进程退出*/else close(.);/*关闭连接处理套接字*/cl

8、ose(.);/*关闭监听套接字*/return 0;子进程负责处理连接请求，因此关闭监听套接字；父进程继续监听请求，因此关闭连接套接字。当服务器程序退出后，则关闭监听套接字。由此可见，在并发服务器的代码框架中，套接字的创建和关闭也是一一对应的，读者可以使用这种方法检查自己的程序是否正确。对于面向连接的服务器，并发服务器可以解决循环服务器客户机独占服务器的情况。但是也同时带来了以下两个新的问题：?服务器要创建子进程来处理客户端的连接请求，而创建子进程是一种非常消耗资源的操作。为了提高效率必须使用更好的算法和更优秀的代码。?子进程结束运行后，要注意对其资源的回收，否则会造成大量的僵尸进程，这是一

9、个可以使系统崩溃的潜在问题。因此，在使用并发服务器程序的代码框架时，需要注意以上两个问题。24.1.3 UDP 协议的 connect 函数应用 connect 函数用于在两个套接字之间建立一个连接。当连接建立好后，通信两端的地址和端口号就已经确定了，数据可以通过该连接进行传输，这时传输的数据包不用再由用户提供通信地址。因此这种函数多用在面向连接的通信协议，例如 TCP 协议。UDP 协议属于无连接网络通信协议，connect 函数也可以应用于基于 UDP 协议的通信。Linux C 程序设计大全 744 因为 UDP 协议虽然属于无连接通信协议，但是如果通信时数据报的目的总是一个一个固定的通

10、信地址时，其通信两端的地址事实上总是不变的。因此在系统内部执行提取通信目的地端的地址和端口的操作就显得意义不大了。?说明：这时使用 connect 函数为通信的两端建立一个连接反而使通信变得更有效率。下面实例演示使用 connect 函数为一个基于 UDP 协议的网络程序建立连接。调用connect 函数建立起一个连接之后，该套接字就可以使用基于面向连接的协议的读写函数了（例如，send，write 函数等）。这些函数一般用于基于面向连接协议的套接字，因此不包含任何地址信息。执行流程如图 24-3 所示。图 24-3 使用 connect 函数的无连接客户端执行流程 第 24 章 网络编程进阶

11、 745其程序代码如下：程序清单 24-1 client.c 一个使用 connect 函数与服务器建立连接的客户端程序#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include iolib.h/*添加用户自己的 I/O 函数库*/#define MAX_LINE 80 int main(int argc,char*argv)struct sockaddr_in sin;int port=8000;/*端口号，使用 8000 端口*/int s_fd;char bufMAX_LINE;char

12、 str=test;char addr_pINET_ADDRSTRLEN;int n;if(argc=2)str=atgv1;memset(&sin,sizeof(pin),0);/*设置地址结构*/sin.sin_family=AF_INET;inet_pton(AF_INET,127.0.0.1,&sin.sin_addr);sin.sin_port=htons(port);s_fd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);/*建立一个使用 UDP 协议的套接字*/if(s_fd=-1)perror(fail to create socket);exit(1);/*使用

13、connect 函数与服务器进行连接，连接之后就相当于使用一个 TCP 的套接字进行通 信了*/n=connect(s_fd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin);if(n=-1)perror(fail to connect);exit(1);else printf(connection has been establishedn);Linux C 程序设计大全 746 n=my_write(s_fd,str,strlen(str)+1);/*发送字符串，该串包含0结 束符*/if(n=-1)/*写操作失败，程序退出*/exit(1);/*读取服务器程序发回的串

14、，由于是同一台主机通信，不存在延时的问题 *但是在真正的网络环境中，要处理读操作的延时问题 */n=my_read(s_fd,buf,MAX_LINE);if(n=-1)/*读失败，退出程序*/exit(1);printf(recive from server:%sn,buf);/*打印该串*/if(close(s_fd)=-1)/*关闭套接字，结束通信*/perror(fail to close);exit(1);return 0;修改之后，使用程序清单 23-11 所示的 server.c 程序作为服务器端程序，并且使用执行makefile 文件重新编译该工程，之后得到两个程序。打开两个终

15、端分别运行程序之后得到和该工程相同的结果。由此可知，使用 UDP 协议创建的套接字也可以使用面向连接的方法进行通信。?注意：如果其通信数据量很大，这种方法的效率将高于使用传统的无连接通信方法。24.2 多路选择 I/O 多路选择 I/O 提供另一种处理 I/O 的方法。这种方法比传统的 I/O 方法更好，更具有效率。多路选择是一种充分利用系统时间的典型。在网络应用中，这种方法更是被发挥的淋漓尽致。本章将评细介绍多路选择 I/O。24.2.1 多路选择 I/O 的概念 当用户需要从网络设备上读取数据时，会发生的读操作一般分为两步。?等待数据准备好。等待数据的到达，并且将其复制到内核的缓冲区，该缓

16、冲区在系统态。?复制数据。将数据从内核缓冲区中复制到用户指定的缓冲区中，该复制是跨越权级的（由系统态到用户态）。一般的读操作形式为：第 24 章 网络编程进阶 747int nbytes=read(sfd,buf,MAX);如果需要的数据没有准备好，例如，数据尚未到达时，read 函数将发生阻塞，直到所需要的数据到达，read 函数才将其复制到用户指定的缓冲区，并且返回。如果数据一直未到，那么 read 函数将一直阻塞下去，该进程也会陷入僵死状态。这种 I/O 模型称为阻塞 I/O，其模型示意如图 24-4 所示。图 24-4 阻塞 I/O 示意图?注意：为了防止 I/O 阻塞使进程陷入僵死状

17、态，可以使用多路选择 I/O。这种方法的思想是先构造一张需要读取数据的设备（通常是文件描述符，因为 Linux不区分文件与设备）的表，调用一个函数轮询这个表中的设备，直到有一个设备可以读写，该函数才返回，如图 24-5 所示为多路选择 I/O 的模型。图 24-5 多路选择 I/O 示意图 多路选择 I/O 需要使用两个系统调用，一个负责检查并返回可用设备的文件描述符，一个负责对该文件描述符进行读写。24.2.2 实现多路选择 I/O Linux 环境下使用 select 函数实现多路选择 I/O，其函数原型如下：Linux C 程序设计大全 748#include int select(in

18、t maxfdp1,fd_set*restrict readfds,fd_set*restrict writefds,fd_set*restrict exceptfds,struct timeval*restrict tvptr);select 的第 1 个参数表示所关心状态的描述符的个数，其正确的解释是最大描述符 加 1。如果 maxfdp1 的值是 2，那么就表示用户关心的描述符数为 2；最大的文件描述符为1 时，描述符为 0 和 1 的设备（文件）都会被该函数查询，而描述符的值大于 1 的设备则不关心其状态。用户也可以将 maxfdp1 的值设置为 FD_SETSIZE，这个宏定义在 s

19、ys/select.h文件中，其值为 1024，因为一个进程最多可以拥有 1024 个文件描述符。使用该值表示关心所有的设备描述符（01023），不过这个值太大了，一般应用程序不会使用那么多的描述符。?说明：接下来的三个参数很特殊，不仅因为其使用了一种新的数据类型 fd_set，而且因为这些参数既是参数又是 select 函数运行的结果之一。首先来解释 fd_set 这种数据类型。fd_set 数据类型本质上是一个位向量，是一个无符号整数。其每一位代表一个设备的状态，如果是“1”则表示被设置，如果是“0”则表示没有被设置。Linux 环境提供专门的函数对这种位向量进行操作，其用法如下：#inc

20、lude int FD_ISSET(int fd,fd_set*fdset);void FD_CLR(int fd,fd_set*fdset);void FD_SET(int fd,fd_set*fdset);void FD_ZERO(fd_set*fdset);FD_ISSET 函数用来测试指定的位是否被设置。参数 fd 表示需要测试的位。参数 fdset则表示需要测试的位向量，其每一位代表一个设备的状态。如果该位被设置，则返回非零值，否则返回 0。FD_CLR 函数清除位向量指定的位，FD_SET 函数设置位向量指定的位，而 FD_ZERO函数则清空位向量所有的位。参数 fd 表示指定的位

21、，参数 fd_set 表示需要操作的位向量。这三个参数都没有返回值。下面实例演示了如何在位向量中设置标准输出（描述符为 1）文件的状态。（1）在 vi 编辑器中编辑该程序如下：程序清单 24-2 fdset.c 位向量操作演示#include#include int main(void)fd_set fdset;FD_ZERO(fdset);/*清空 fdset*/第 24 章 网络编程进阶 749 FD_SET(STDOUT_FILENO,fdset);/*设置 stdout 所对应的位*/if(FD_ISSET(STDOUT_FILENO,fdset)!=0)/*测试该位*/printf(

22、stdout has been settedn);else printf(stdout has not been settedn)FD_CLR(STDOUT_FILENO,fdset);/*清空 stdout 所对应的位*if(FD_ISSET(STDOUT_FILENO,fdset)!=0)/*在此测试该位*/printf(stdout has been settedn);else printf(stdout has not been settedn)return 0;（2）在 shell 中编译该程序如下：$gcc fdset.c o fdset （3）在 shell 中运行该程序如下：$

23、./fdset stdout has been setted stdout has not been setted 清楚了 fd_set 数据类型的本质之后再来看 select 函数的 3 个参数。readfds、writefds 和exceptfds 分别表示用户关心的可读、可写和异常的各个描述符。这 3 个参数是三个位向量，每一位对应一个文件描述符的状态，如图 24-6 所示。图 24-6 文件向量示意图 这三个参数可以是 NULL，NULL 表示对该状态不关心。例如，如果关心描述符 02的读写状态，忽略其异常状态，调用 select 函数如下：Linux C 程序设计大全 750 fd_

24、set rfds,wfds;struct timeval t;select(3,&rfds,&wfds,NULL,&t);select函数的第三个参数表示用户期望等待的时间，如果超过tvptr所指定的时间，select函数将返回 0，表示没有任何一个设备准备好；如果在等待时间以内任一用户关心的设备准备完毕，则 select 函数提前返回。如果 tvptr=NULL 表示一直等待设备就绪，这是一种死等的办法。?说明：以上两种等待都可以被信号所中断，select 返回值为-1，errno 被设置为 INTER。如果 tvptr 结构中的 tv_sec 和 tv_usec 都设置为 0 时，sele

25、ct 函数将不会等待，检查完指定的设备后就立即返回结果。因此可以使用这种用法实现轮询设备。代码如下：int max=3;fd_set rfds,wfds;struct timeval t;FD_ZERO(&rfds);/*清空位向量*/FD_ZERO(&rfds);FD_SET(0,&rfds);/*检查 stdin 的可读性*/FD_SET(1,&wfds);/*检查 stdout 的可写性*/FD_SET(2,&wfds);/*检查 stderr 的可写性*/t.tv_sec=0;/*等待时间设置为 0*/t.tv_usec=0;while(select(max,&rfds,&wfds,N

26、ULL,&t)0 准备好的设备数 24.2.3 使用多路选择 I/O 处理多个连接 本小节实例演示了一个同时处理多个连接请求的服务器端程序。该程序使用 select 函第 24 章 网络编程进阶 751数对每个已经连接的套接字进行测试，如果该设备准备好，则进行实际的读写操作，否则将跳过该套接字，对下一个准备好的套接字进行读写。这样做的好处是增加了程序的并发度，不会因为一两个连接的阻塞而影响其他连接的通信。程序清单 24-3 server.c 使用 select 函数处理多个客户端的连接#include#include#include#include#include#include#includ

27、e#include#include#include iolib.h/*用户自己的 I/O 函数库*/#define MAX_LINE 80 int port=8000;/*/*处理函数，用于将大写字符转换为小写字符。参数为需要转换的字符串*/void my_fun(char*p)if(p=NULL)/*空串*/return;for(;*p!=0;p+)if(*p=A&p=Z)/*判断字符并进行转换，也可以使用库函数*/*p=*p A+a;int main(void)struct sockaddr_in sin;struct sockaddr_in cin;int lfd;int cfd;int

28、 sfd;int rdy;int clientFD_SETSIZE;/*客户端连接的套接字描述符数组*/int maxi;int maxfd;/*最大连接数*/fd_set rset;fd_set allset;socklen_t addr_len;/*地址结构的长度*/char bufMAX_LINE;char strINET_ADDRSTRLEN;int i;int n;int len;Linux C 程序设计大全 752 int opt=1;/*套接字选项*/bzero(&sin,sizeof(sin);/*填充地址结构*/sin.sin_family=AF_INET;sin.sin_a

29、ddr.s_addr=INADDR_ANY;sin.sin_port=htons(port);/*创建一个面向连接的套接字*/lfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(lfd=-1)perror(call to socket);exit(1);/*设置套接字选项，使用默认选项*/setsockopt(lfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt);/*绑定套接字到地址结构*/n=bind(lfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin);if(n=-1)perror(call to bind)

30、;exit(1);/*开始监听连接请求*/n=listen(lfd,20);if(n=-1)perror(call to listen),exit(1);printf(Accepting connections.n);maxfd=lfd;/*对最大文件描述符数进行初始化*/maxi=-1;for(i=0;i FD_SETSIZE;i+)/*初始化客户端连接描述符集合*/clienti=-1;FD_ZERO(&allset);/*清空文件描述符集合*/FD_SET(lfd,&allset);/*将监听接字设置在集合内*/*开始服务器程序的死循环*/while(1)rset=allset;/*得到

31、当前可以读的文件描述符数*/rdy=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);if(FD_ISSET(lfd,&rset)addr_len=sizeof(cin);第 24 章 网络编程进阶 753 /*创建一个连接描述符*/cfd=accept(lfd,(struct sockaddr*)&cin,&addr_len);if(cfd=-1)perror(fail to accept);exit(1);/*查找一个空闲的位置*/for(i=0;i FD_SETSIZE;i+)if(clienti maxfd)/*新的连接描述符*/maxfd=cfd;if(i m

32、axi)maxi=i;if(-rdy=0)/*减少一个连接描述符*/continue;for(i=0;i=maxi;i+)/*对每一个连接描述符做处理*/if(sfd=clienti)0)continue;if(FD_ISSET(sfd,&rset)n=my_read(sfd,buf,MAX_LINE);/*读取数据*/if(n=0)printf(the other side has been closed.n);fflush(stdout);/*刷新到输出终端*/close(sfd);FD_CLR(sfd,&allset);/*清空连接描述符数组*/clienti=-1;else /*将客户

33、端地址转换为字符串*/inet_ntop(AF_INET,&cin.sin_addr,addr_p,sizeof (addr_p);/*打印客户端地址和端口号*/Linux C 程序设计大全 754 printf(client IP is%s,port is%dn,addr_p,ntohs (pin.sin_port);printf(content is:%sn,buf);/*打印客户端发送过来的 字符串*/my_fun(buf);/*调用大小写转换函数*/n=my_write(sfd,buf,len+1);if(n=-1)/*写函数出错*/exit(1);if(-rdy=0)break;/*

34、如果没有可以读的套接字则退出循环*/close(lfd);/*关闭链接套接字*/return 0;24.2.4 屏蔽信号的多路选择 I/O pselect 函数和 select 函数功能相近，其函数原型如下：#include int pselect(int maxfdp1,fd_set*restrict readfds,fd_set*restrict writefds,fd_set*restrict exceptfds,const struct timespec*restrict tsptr,const sigset_t*restrict sigmask);pselect 函数的前 4 个参数

35、和 select 函数的相同，分别表示最大的文件描述符和关心的文件状态。pselect 函数的第 5 个参数表示等待时间，所不同的是 timespec 结构所能表示的最小精度是纳秒。如果将 pselect 函数作为定时器使用（使用方法同 select 函数），这将是 Linux系统中最精确的定时器。pselect 函数的最后一个参数可以用来屏蔽信号，在 pselect 函数返回后，再将屏蔽的信号恢复，并且所有的操作都是原子的。这正是 pselect 函数与 select 函数的最大区别。使用pselect 函数将不必再担心会被信号中断，sigmask 提供一个信号的位向量，上面所设置的信号都将

36、在等待时被屏蔽。?注意：如果愿意，用户可以屏蔽除了 SIGKILL 和 SIGSTOP 之外所有的信号，真正地做到死等某一个设备。第 24 章 网络编程进阶 75524.2.5 对比 select 函数和 pselect 函数 本小节实例演示 pselect 函数屏蔽信号的功能，本例中笔者人为地制造了一个造成pselect 函数阻塞的条件，也就是忽略所有的设备状态，直到所要求的时间到达，pselect 函数才能返回。本例同时将 select 函数和 pselect 函数对比使用，以使读者更清楚地看到这两个函数对于信号处理的不同方式。（1）在 vi 编辑器中编辑该程序如下：程序清单 24-4 s

37、ig_select.c 使用 select 函数，该函数在阻塞时会被信号中断#include#include#include#include /*SIGUSR1 的信号处理函数*/void sigusr1_handler(int signo)printf(catch SIGUSR1n);/*接收 SIGUSR1 信号，打印接收信息*/int main()int rdy;/*准备好的设备数*/*注册信号处理函数，如果捕捉到信号则输出提示信息*/if(signal(SIGUSR1,sigusr1_handler)=SIG_ERR)perror(cant set handler for SIGUSR

38、1);exit(1);/*不关心所有的设备准备状态，所以检查设备的最大文件描述符的值也不再有意义。*等待时间结构为 NULL，表示将等待时间设置为无限等待 */rdy=select(1,NULL,NULL,NULL,NULL);/*因为是无限等待，所以绝对不应该执行到这里，输出提示信息*/printf(should never be heren);return 0;（2）在 shell 中编译该程序如下：$gcc sig_select.c o sig_select （3）在 shell 中运行该程序如下：$./sig_select Linux C 程序设计大全 756 （4）在另一个 shel

39、l 中使用 ps 命令得到进程 ID。$ps u admin PID TTY TIME CMD 6148 pts/0 00:00:00 bash 5221 pts/0 00:00:00 sig_ select 8051 pts/0 00:00:00 ps （5）使用 kill 命令向该进程发送 SIGUSR1 信号。$kill USR1 5221 （6）观察第 1 个 shell 的输出情况。catch SIGUSR1 （7）接着在第 2 个终端中向该进程发送 SIGKILL 信号。$kill SIGKILL 5221 （8）使用 ps 命令查看该进程。$ps u admin PID TTY

40、TIME CMD 6148 pts/0 00:00:00 bash 8051 pts/0 00:00:00 ps 试验进程被 kill 命令杀死了，原因是“kill SIGKILL”命令向该进程发送了 SIGKILL信号，而进程对该信号的处理是终止进程的运行。接下来使用 pselect 函数继续本实验，下面程序几乎和 sig_select.c 相同，不同的是该程序调用 pselect 函数代替 select 函数，并且设置了信号屏蔽字对所有信号进行屏蔽。（1）在 vi 编辑器中编辑该程序如下：程序清单 24-5 sig_select.c 使用 select 函数，该函数在阻塞时会被信号中断#i

41、nclude#include#include#include /*SIGUSR1 的信号处理函数*/void sigusr1_handler(int signo)printf(catch SIGUSR1n);/*接收 SIGUSR1 信号，打印接收信息*/int main()int rdy;/*准备好的设备数*/sigset_t set;/*信号集*/第 24 章 网络编程进阶 757/*注册信号处理函数，如果捕捉到信号则输出提示信息*/if(signal(SIGUSR1,sigusr1_handler)=SIG_ERR)perror(cant set handler for SIGUSR1)

42、;exit(1);setfillset(&set);/*设置信号集，屏蔽所有的信号，包括 SIGKILL 和 SIGSTOP*/*不关心所有的设备准备状态，所以检查设备的最大文件描述符的值也不再有意义。*等待时间结构为 NULL，表示将等待时间设置为无限等待 */rdy=pselect(1,NULL,NULL,NULL,NULL,&set);/*因为是无限等待，所以绝对不应该执行到这里，输出提示信息*/printf(should never be heren);return 0;（2）在 shell 中编译该程序如下：$gcc sig_select2.c o sig_select （3）在 s

43、hell 中运行该程序如下：$./sig_select2 （4）在另一个 shell 中使用 ps 命令得到进程 ID。$ps u admin PID TTY TIME CMD 6148 pts/0 00:00:00 bash 6743 pts/0 00:00:00 sig_ select2 8051 pts/0 00:00:00 ps （5）使用 kill 命令向该进程发送 SIGUSR1 信号。$kill USR1 6743 （6）观察第一个 shell 的输出情况，没有任何输出，说明该进程屏蔽了 SIGUSR1 信号。（7）接着在第二个终端中向该进程发送 SIGKILL 信号。$kill

44、 SIGKILL 6743 （8）使用 ps 命令查看该进程。$ps u admin PID TTY TIME CMD 6148 pts/0 00:00:00 bash 8051 pts/0 00:00:00 ps 实验进程同样被 kill 命令发送的 SIGKILL 信号杀死了。由此可见，SIGKILL 信号是不Linux C 程序设计大全 758 能够被屏蔽掉的，这样做的目的是为了防止恶意进程以这种方式占用系统资源，而系统没有一个有效的办法将其清除。24.2.6 轮询 I/O select 函数在使用中是不支持 STREAMS 的，所以系统在 select 函数的基础上添加了poll 函数

45、，poll 函数支持各种类型的文件描述符做 I/O 多路转接。与 select 函数不同的是，poll 函数独立为每一个所要监控的文件描述符建立一个操作描述的结构体 pollfd，在结构体中描述了监控的行为，以及目标文件描述符发生的事件。该结构体 pollfd 定义如下：srtuct pollfd int fd;/*file descriptor*/short events;/*events of interest on fd*/short revents;/*events that occurred on fd*/;pollfd 结构体中成员 fd 为文件描述符，events 为一个 sho

46、rt 类型成员，描述的是用户所关心的操作。成员 revents 描述的是在文件描述符上已经发生的事件。对于 events 以及 revents 成员可以设定以下标志名之一或者是任意多个标志名的组合。如表 24-2 所示。表 24-2 pollfd结构中的标志 标 志 名 说 明 POLLIN 有 普 通 数 据 可 以 从 文 件 操 作 符 中 读 取（相 当 于POLLRDNORM|POLLRDBAND）POLLRDNORM 有普通数据可读（优先级为0）POLLRDBAND 有普通数据可读（除优先级为0的数据）读操作 POLLPRI 有高优先级数据可以读取 POLLOUT 可写普通数据 P

47、OLLWRNORM 同上 写操作 POLLWRBAND 可写非优先级为0的数据 POLLERR 该文件描述符上有一个未解决的错误 POLLHUP 该文件连接被断开（多应用于管道，网络套接字）异常操作 POLLNVAL 文件描述符不再有效（如未与文件关联）在结构体 pollfd 中，成员 events 可以被设置为上表中的读写标志，不能设置为异常标志。成员 revents 为调用 poll 函数时返回的数据，所以在调用前不需要设置。poll 函数的原型如下：#include int poll(struct pollfd fdarray,nfds_t nfds,int timeout);函数中参数

48、 fdarray 为 struct pollfd 类型数组，数组的成员数由参数 nfds_t 指定。参数nfds_t 在早期的 Linux/UNIX 系统中为 size_t 类型，现代的 Linux/UNIX 系统中为 unsigned 第 24 章 网络编程进阶 759long 类型。参数 timeout 为函数 poll 的等待时间，单位为毫秒级。当然像 select 函数一样，参数 timeout 的取值情况可以设定 poll 函数的行为。如表 24-3 所示。24-3 timeout参数的取值 timeout poll 函数行为=1 函数永远等待，只有下列两种情况返回 1fdarray

49、 数组中有一个文件描述符准备待续，函数返回值为1 2捕捉到信号返回，返回值为1，相应的错误描述在变量 errno 中=0 不等待，函数检测 fdarray 数组中所有成员后返回 0 等待 timeout 毫秒?说明：函数成功，则返回在数组 pollfd 中准备就绪的文件描述符数，失败返回1，并设置全局错误变量 errno。若函数返回值为 0 说明函数超时。24.3 非网络通信套接字 套接字可以用于网络通信，也可以用于本机内的进程通信。由于本机内进程的 IP 地址相同，因此只需要进程号来确定通信的双方。非网络通信套接字在 Linux 环境中的应用很多，最典型的就是 Linux 的桌面系统X se

50、rver，其就是使用非网络通信套接字的方法进行进程之间的通信。24.3.1 非命名 UNIX 域套接字 Linux 环境下使用 socketpair 函数创造一对未命名的、相互连接的 UNIX 域套接字，其函数原型如下：#include int socketpair(int domain,int type,int protocol,int sockfd);socketpair 函数的第 1 个参数表示创建的套接字的域，因为该函数创建的套接字用于本地进程通信，所以其域不采用 AF_INET 或者 AF_INET6，而采用 AF_UNIX，这时套接字所使用的地址结构也会有所不同，本小节稍后还会详细