Linux下Select多路复用实现简易聊天室

前言

和之前的udp聊天室有异曲同工之处，这次我们客户端send的是一个封装好了的数据包，recv的是一个字符串，服务器recv的是一个数据包，send的是一个字符串，在用户连接的时候发送一个login请求，然后服务器端处理，并广播到其他客户端去

多路复用的原理

基本概念

• 多路复用指的是：通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。其实就是一种异步处理的操作，等待可运行的描述符。

• 与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。

多路复用大体有三种实现方式分别是:

• select
• poll
• epoll 本次代码主要是展示select的用法：

select

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

这个是Linux的man手册给出的select的声明

• 第一个参数ndfs 第一个参数是nfds表示的是文件描述集合中的最大文件描述符+1，因为select的遍历使用是[0,nfds)的
• 第二个参数readfds readfds表示的是读事件的集合
• 第三个参数writefds writefds表示的是读事件的集合
• 第四个参数exceptfds exceptfds表示的是异常参数的集合
• 第五个参数timeout 表示的是超时时间，timeout告知内核等待所指定描述字中的任何一个就绪可花多少时间。其timeval结构用于指定这段时间的秒数和微秒数。

struct timeval{
　　long tv_sec;　　　　//second
　　long tv_usec;　　　//microseconds
　　}

fd_set

fd_set结构体的定义实际包含的是fds_bits位数组，该数组的每个元素的每一位标记一个文件描述符其大小固定，由FD_SETSIZE指定，一般而言FD_SETSIZE的大小为1024 我们只用关心怎么使用即可： 下面几个函数就是操作fd_set的函数

void FD_ZERO(fd_set *fdset);           //清空集合

void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符加入集合之中

void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);   //将一个给定的文件描述符从集合中删除

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);   // 检查集合中指定的文件描述符是否可以读写 

服务器Code

实现的功能是：

• 客户端连接到客户端时，服务器向其他客户端进行广播上线
• 向服务器发送消息，然后服务器向其他客户端广播上线
• 客户端退出，服务器向其他客户端广播

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define N 1024
int fd[FD_SETSIZE];//用户集合，最大承受量

typedef struct Msg{//消息的结构
    char type;//消息类型
    char name[20];
    char text[N];//消息内容
}MSG;

typedef struct User{
    int fd;
    struct User *next;
}USE;
USE *head;

USE *init() {
    USE *p = (USE *)malloc(sizeof(USE));
    memset(p,0,sizeof(USE));
    p->next = NULL;
    return p;
}

void Link(int new_fd) {//将新连接加入用户列表里面
    USE *p = head;
    while(p->next) {
        p=p->next;
    }
    USE *k = (USE*)malloc(sizeof(USE));
    k->fd = new_fd;
    k->next = NULL;
    p->next = k;
}

void login(int fd,MSG msg) {
    USE *p = head;
    char buf[N+30];
    strcpy(buf,msg.name);
    strcat(buf,"上线啦！快来找我玩叭！");
    printf("fd = %d  %s\n",fd,buf);
    while(p->next) {//给其他用户发上线信息
        if(fd != p->next->fd)
            send(p->next->fd,&buf,sizeof(buf),0);
        p = p->next;
    }
//    puts("Over login");
}

void chat(int fd,MSG msg) {
//    printf("%d\n",msg.text[0]);
    if(strcmp(msg.text,"\n") == 0) return;
    USE *p = head;
    char buf[N+30];
    strcpy(buf,msg.name);
    strcat(buf,": ");
    strcat(buf,msg.text);
    printf("%s\n",buf);
    while(p->next) {//给其他用户发信息
        if(fd != p->next->fd)
            send(p->next->fd,&buf,sizeof(buf),0);
        p = p->next;
    }
}

void quit(int fd,MSG msg) {
    USE *p = head;
    char buf[N+30];
    strcpy(buf,msg.name);
    strcat(buf,"伤心的退出群聊！");
    printf("%s\n",buf);
    while(p->next) {//给其他用户发上线信息
        if(fd != p->next->fd)
            send(p->next->fd,&buf,sizeof(buf),0);
        p = p->next;
    }
}


/*
 * 初始化TCP服务器，返回服务器的socket描述符
 * */


int init_tcp_server(unsigned short port) {
    int ret;
    int opt;
    int listen_fd;
    struct sockaddr_in self;        // 监听描述符

    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd