简单的 httpserver-send(cfd,buf,strlen(buf),0);基于 epoll 实现。
最编程
2024-04-22 16:41:30
...
等函数把需要的东西放到buf中 再通过send 函数发送到cfd
8 send_file 传入cfd 文件名
用open 函数打开的服务器本地文件。 --- cfd 能访问客户端的 socket
open成功后通过read函数读到buf中, 再通过send函数发送出去
在send函数的返回值中有两个小细节。 当返回值为-1 时 表示发送失败。但是这个时候我们不能直接退出进程。 因为在错误号中有两个错误我们要注意: EAGAIN 和EINTR
- EAGAIN :如字面意思, 就是让我们再发一次, 它是怎么产生的呢, 它通常出现在应用程序进行一些非阻塞(non-blocking)操作(对文件或socket)的时候,write\send将要发送的数据提交到发送缓冲区后是立即返回的,并不需要对端确认数据已接收。在这种情况下是很有可能出现
发送缓冲区被填满
,导致write\send无法再向缓冲区提交要发送的数据.
其中发送缓冲区是指 :send()仅仅是把应用层buffer的数据拷贝进socket的内核发送buffer中 而内核buffer就是发送缓冲区。发送是TCP的事情,和send其实没有太大关系。
如:以 O_NONBLOCK的标志打开文件/socket/FIFO,如果连续做read操作而没有数据可读。此时程序不会阻塞起来等待数据准备就绪返回,read函数会返回一个错误EAGAIN,提示你的应用程序现在没有数据可读请稍后再试。
所以针对这种ERROR,我们不能直接退出进程,要continue 使其重发。
- EINTR:系统调用中断, 同样continue即可。
以上两种的其他错误情况就要退出进程。
点击查看代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define MAXSIZE 2048
// 获取一行 \r\n 结尾的数据
int get_line(int cfd, char *buf, int size)
{
int i = 0;
char c = '\0';
int n;
while ((i < size-1) && (c != '\n')) {
n = recv(cfd, &c, 1, 0);
if (n > 0) {
if (c == '\r') {
n = recv(cfd, &c, 1, MSG_PEEK);
if ((n > 0) && (c == '\n')) {
recv(cfd, &c, 1, 0);
} else {
c = '\n';
}
}
buf[i] = c;
i++;
} else {
c = '\n';
}
}
buf[i] = '\0';
if (-1 == n)
i = n;
return i;
}
int init_listen_fd(int port, int epfd)
{
// 创建监听的套接字 lfd
int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (lfd == -1) {
perror("socket error");
exit(1);
}
// 创建服务器地址结构 IP+port
struct sockaddr_in srv_addr;
bzero(&srv_addr, sizeof(srv_addr)); //清空地址结构
srv_addr.sin_family = AF_INET;
srv_addr.sin_port = htons(port);
srv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
// 端口复用
int opt = 1;
setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
// 给 lfd 绑定地址结构
int ret = bind(lfd, (struct sockaddr*)&srv_addr, sizeof(srv_addr));
if (ret == -1) {
perror("bind error");
exit(1);
}
// 设置监听上限
ret = listen(lfd, 128);
if (ret == -1) {
perror("listen error");
exit(1);
}
// lfd 添加到 epoll 树上
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = lfd;
ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev);
if (ret == -1) {
perror("epoll_ctl add lfd error");
exit(1);
}
return lfd;
}
void do_accept(int lfd, int epfd)
{
struct sockaddr_in clt_addr;
socklen_t clt_addr_len = sizeof(clt_addr);
int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&clt_addr, &clt_addr_len);
if (cfd == -1) {
perror("accept error");
exit(1);
}
// 打印客户端IP+port
char client_ip[64] = {0};
printf("New Client IP: %s, Port: %d, cfd = %d\n",
inet_ntop(AF_INET, &clt_addr.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip)),
ntohs(clt_addr.sin_port), cfd);
// 设置 cfd 非阻塞
int flag = fcntl(cfd, F_GETFL);
flag |= O_NONBLOCK;
fcntl(cfd, F_SETFL, flag);
// 将新节点cfd 挂到 epoll 监听树上
struct epoll_event ev;
ev.data.fd = cfd;
// 边沿非阻塞模式
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &ev);
if (ret == -1) {
perror("epoll_ctl add cfd error");
exit(1);
}
}
// 断开链接
void disconnect(int cfd, int epfd)
{
int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, cfd, NULL);
if (ret != 0) {
perror("epoll_ctl error");
exit(1);
}
close(cfd);
}
// 客户端端的fd, 错误号,错误描述,回发文件类型, 文件长度
void send_respond(int cfd, int no, char *disp, char *type, int len)
{
char buf[4096] = {0};
sprintf(buf, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", no, disp);
send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
memset(buf, 0, sizeof(buf));
sprintf(buf, "Content-Type:%s\r\n", type);
sprintf(buf+strlen(buf), "Content-Length:%d\r\n", len);
send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
send(cfd, "\r\n", 2, 0);
}
// 发送服务器本地文件 给浏览器
void send_file(int cfd, const char *file)
{
int n = 0, ret;
char buf[4096] = {0};
// 打开的服务器本地文件。 --- cfd 能访问客户端的 socket
int fd = open(file, O_RDONLY);
if (fd == -1) {
// 404 错误页面
perror("open error");
exit(1);
}
while ((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
ret = send(cfd, buf, n, 0);
if (ret == -1) {
printf("errno = %d\n", errno);
if (errno == EAGAIN) {
printf("-----------------EAGAIN\n");
continue;
} else if(errno == EINTR) {
printf("-----------------EINTR\n");
continue;
} else {
perror("send error");
exit(1);
}
}
if (ret < 4096)
printf("-----send ret: %d\n", ret);
}
close(fd);
}
// 处理http请求, 判断文件是否存在, 回发
void http_request(int cfd, const char *file)
{
struct stat sbuf;
// 判断文件是否存在
int ret = stat(file, &sbuf);
if (ret != 0) {
perror("stat");
exit(1);
}
if(S_ISREG(sbuf.st_mode)) { // 是一个普通文件
send_respond(cfd, 200, "OK", "text/plain; charset=iso-8859-1", -1);
// 回发 给客户端请求数据内容。
send_file(cfd, file);
}
}
void do_read(int cfd, int epfd)
{
// 读取一行http协议, 拆分, 获取 get 文件名 协议号
char line[1024] = {0};
char method[16], path[256], protocol[16];
int len = get_line(cfd, line, sizeof(line)); //读http请求协议首行 GET /hello.c HTTP/1.1
if (len == 0) {
printf("客户端关闭....\n");
disconnect(cfd, epfd);
} else {
sscanf(line, "%[^ ] %[^ ] %[^ ]", method, path, protocol);
printf("method=%s, path=%s, protocol=%s\n", method, path, protocol);
while (1) {
char buf[1024] = {0};
len = get_line(cfd, buf, sizeof(buf));
if (buf[0] == '\n') {
break;
} else if (len == -1)
break;
}
}
if (strncasecmp(method, "GET", 3) == 0)
{
char *file = path+1; // 取出 客户端要访问的文件名
http_request(cfd, file);
disconnect(cfd, epfd);
}
}
void epoll_run(int port)
{
int i = 0;
struct epoll_event all_events[MAXSIZE]; //用event数组接收监听事件,为wait的传出做准备
// 创建一个epoll监听树根
int epfd = epoll_create(MAXSIZE);
if (epfd == -1) {
perror("epoll_create error");
exit(1);
}
// 创建lfd,并添加至监听树
int lfd = init_listen_fd(port, epfd);
while (1) {
// 监听节点对应事件
int ret = epoll_wait(epfd, all_events, MAXSIZE, 0);
if (ret == -1) {
perror("epoll_wait error");
exit(1);
}
for (i=0; i<ret; ++i) {
// 只处理读事件, 其他事件默认不处理
struct epoll_event *pev = &all_events[i];
// 不是读事件
if (!(pev->events & EPOLLIN)) {
continue;
}
if (pev->data.fd == lfd) { // 接受连接请求
do_accept(lfd, epfd);
} else { // 读数据
do_read(pev->data.fd, epfd);
}
}
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 命令行参数获取 端口 和 server提供的目录
if (argc < 3)
{
printf("./server port path\n");
}
// 获取用户输入的端口
int port = atoi(argv[1]);
// 改变进程工作目录
int ret = chdir(argv[2]);
if (ret != 0) {
perror("chdir error");
exit(1);
}
// 启动 epoll监听
epoll_run(port);
return 0;
}
我们通过telnet命令进行测试
可以成功访问path中的文本文件。
上一篇: epoll详细介绍(用途、原理、实验)
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epoll简介及触发模式(accept、read、send)-epoll的简单介绍 epoll在LT和ET模式下的读写方式 一、epoll的接口非常简单,一共就三个函数:1. int epoll_create(int size);创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close关闭,否则可能导致fd被耗尽。2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll的事件注册函数,它不同与select是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */};events可以是以下几个宏的集合:EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭); EPOLLIN事件:EPOLLIN事件则只有当对端有数据写入时才会触发,所以触发一次后需要不断读取所有数据直到读完EAGAIN为止。否则剩下的数据只有在下次对端有写入时才能一起取出来了。现在明白为什么说epoll必须要求异步socket了吧?如果同步socket,而且要求读完所有数据,那么最终就会在堵死在阻塞里。 EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写; EPOLLOUT事件:EPOLLOUT事件只有在连接时触发一次,表示可写,其他时候想要触发,那要先准备好下面条件:1.某次write,写满了发送缓冲区,返回错误码为EAGAIN。2.对端读取了一些数据,又重新可写了,此时会触发EPOLLOUT。简单地说:EPOLLOUT事件只有在不可写到可写的转变时刻,才会触发一次,所以叫边缘触发,这叫法没错的!其实,如果真的想强制触发一次,也是有办法的,直接调用epoll_ctl重新设置一下event就可以了,event跟原来的设置一模一样都行(但必须包含EPOLLOUT),关键是重新设置,就会马上触发一次EPOLLOUT事件。1. 缓冲区由满变空.2.同时注册EPOLLIN | EPOLLOUT事件,也会触发一次EPOLLOUT事件这个两个也会触发EPOLLOUT事件 EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);等待事件的产生,类似于select调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。-------------------------------------------------------------------------------------------- 从man手册中,得到ET和LT的具体描述如下EPOLL事件有两种模型:Edge Triggered (ET)Level Triggered (LT)假如有这样一个例子:1. 我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符2. 这个时候从管道的另一端被写入了2KB的数据3. 调用epoll_wait(2),并且它会返回RFD,说明它已经准备好读取操作4. 然后我们读取了1KB的数据5. 调用epoll_wait(2)......Edge Triggered 工作模式:如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志,那么在第5步调用epoll_wait(2)之后将有可能会挂起,因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内,而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候,调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。在上面的例子中,会有一个事件产生在RFD句柄上,因为在第2步执行了一个写操作,然后,事件将会在第3步被销毁。因为第4步的读取操作没有读空文件输入缓冲区内的数据,因此我们在第5步调用 epoll_wait(2)完成后,是否挂起是不确定的。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口,在后面会介绍避免可能的缺陷。 i 基于非阻塞文件句柄 ii 只有当read(2)或者write(2)返回EAGAIN时才需要挂起,等待。但这并不是说每次read时都需要循环读,直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成,当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时,就可以确定此时缓冲中已没有数据了,也就可以认为此事读事件已处理完成。Level Triggered 工作模式相反的,以LT方式调用epoll接口的时候,它就相当于一个速度比较快的poll(2),并且无论后面的数据是否被使用,因此他们具有同样的职能。因为即使使用ET模式的epoll,在收到多个chunk的数据的时候仍然会产生多个事件。调用者可以设定EPOLLONESHOT标志,在 epoll_wait(2)收到事件后epoll会与事件关联的文件句柄从epoll描述符中禁止掉。因此当EPOLLONESHOT设定后,使用带有 EPOLL_CTL_MOD标志的epoll_ctl(2)处理文件句柄就成为调用者必须作的事情。然后详细解释ET, LT:LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表.ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once),不过在TCP协议中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认(这句话不理解)。在许多测试中我们会看到如果没有大量的idle -connection或者dead-connection,epoll的效率并不会比select/poll高很多,但是当我们遇到大量的idle- connection(例如WAN环境中存在大量的慢速连接),就会发现epoll的效率大大高于select/poll。(未测试)另外,当使用epoll的ET模型来工作时,当产生了一个EPOLLIN事件后,读数据的时候需要考虑的是当recv返回的大小如果等于请求的大小,那么很有可能是缓冲区还有数据未读完,也意味着该次事件还没有处理完,所以还需要再次读取: 这里只是说明思路(参考《UNIX网络编程》) while(rs) {buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);if(buflen < 0){// 由于是非阻塞的模式,所以当errno为EAGAIN时,表示当前缓冲区已无数据可读// 在这里就当作是该次事件已处理处.if(errno == EAGAIN)break; else return; }else if(buflen == 0) { // 这里表示对端的socket已正常关闭. } if(buflen == sizeof(buf) rs = 1; // 需要再次读取 else rs = 0; } 还有,假如发送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序读比转发的socket要快),由于是非阻塞的socket,那么send函数虽然返回,但实际缓冲区的数据并未真正发给接收端,这样不断的读和发,当缓冲区满后会产生EAGAIN错误(参考man send),同时,不理会这次请求发送的数据.所以,需要封装socket_send的函数用来处理这种情况,该函数会尽量将数据写完再返回,返回-1表示出错。在socket_send内部,当写缓冲已满(send返回-1,且errno为EAGAIN),那么会等待后再重试.这种方式并不很完美,在理论上可能会长时间的阻塞在socket_send内部,但暂没有更好的办法. ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen) { ssize_t tmp; size_t total = buflen; const char *p = buffer; while(1) { tmp = send(sockfd, p, total, 0); if(tmp < 0) { // 当send收到信号时,可以继续写,但这里返回-1. if(errno == EINTR) return -1; // 当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满, // 在这里做延时后再重试. if(errno == EAGAIN) { usleep(1000); continue; } return -1; } if((size_t)tmp == total) return buflen; total -= tmp; p += tmp; } return tmp; } 二、epoll在LT和ET模式下的读写方式 在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK) 从字面上看, 意思是: * EAGAIN: 再试一次 * EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block * perror输出: Resource temporarily unavailable 总结: 这个错误表示资源暂时不够, 可能read时, 读缓冲区没有数据, 或者, write时,写缓冲区满了 。 遇到这种情况, 如果是阻塞socket, read/write就要阻塞掉。 而如果是非阻塞socket, read/write立即返回-1, 同 时errno设置为EAGAIN. 所以, 对于阻塞socket, read/write返回-1代表网络出错了. 但对于非阻塞socket, read/write返回-1不一定网络真的出错了. 可能是Resource temporarily unavailable. 这时你应该再试, 直到Resource available. 综上, 对于non-blocking的socket, 正确的读写操作为: 读: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续读 写: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续写 对于select和epoll的LT模式, 这种读写方式是没有问题的. 但对于epoll的ET模式, 这种方式还有漏洞. epoll的两种模式 LT 和 ET
-
简单的 httpserver-send(cfd,buf,strlen(buf),0);基于 epoll 实现。