このサンプル・プログラムは、非ブロッキングと select() API を使用するサーバー・アプリケーションを示しています。
ソケットのイベントのフロー: 非ブロッキング I/O および select() を使用するサーバー
この例で使用される呼び出しは、以下のとおりです。
- socket() API が、端点を表すソケット記述子を戻します。ステートメントは、 このソケットのために INET (インターネット・プロトコル) アドレス・ファミリーと TCP トランスポート (SOCK_STREAM) を使用することも示します。
- ioctl() API により、 必要な待ち時間が満了する前にサーバーを再始動した場合に、 ローカル・アドレスを再利用できるようになります。 この例では、ソケットを非ブロッキングに設定します。 また着信接続のすべてのソケットは listen ソケットからの状態を継承するので、非ブロッキングになります。
- ソケット記述子が作成された後、bind() が、 ソケットの固有名を取得します。
- listen() により、 サーバーが着信クライアント接続を受け入れられるようになります。
- サーバーは、 着信接続要求を受け入れるために accept() API を使用します。 accept() API 呼び出しは、着信接続を待機して、無期限にブロックします。
- select() API により、
プロセスがイベントの発生を待機して、イベントが発生するとウェイクアップするようになります。
この例の場合、select() API は、
処理の準備が整ったソケット記述子を表す数値を戻します。
- 0
- プロセスがタイムアウトになることを表します。 この例では、タイムアウトが 3 分に設定されています。
- -1
- 処理が失敗したことを表します。
- 1
- 処理の準備の整った記述子が 1 つだけあることを表します。 この例では、1 が戻されると、FD_ISSET と後続のソケット呼び出しが一度だけ実行されます。
- n
- 処理待ちの記述子が複数あることを表します。 この例では、n が戻されると、FD_ISSET と後続のコードがループし、 サーバーが受信した順番に従って要求を処理します。
- EWOULDBLOCK が戻されると、accept() および recv() API が完了します。
- send() API が、クライアントにデータを送り返します。
- close() API が、 オープンしているソケット記述子をすべてクローズします。
注: この例の使用をもって、コードに関するライセンス情報および特記事項の条件に同意したものとします。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#define SERVER_PORT 12345
#define TRUE 1
#define FALSE 0
main (int argc, char *argv[])
{
int i, len, rc, on = 1;
int listen_sd, max_sd, new_sd;
int desc_ready, end_server = FALSE;
int close_conn;
char buffer[80];
struct sockaddr_in6 addr;
struct timeval timeout;
fd_set master_set, working_set;
/*************************************************************/
/* Create an AF_INET6 stream socket to receive incoming */
/* connections on */
/*************************************************************/
listen_sd = socket(AF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
if (listen_sd < 0)
{
perror("socket() failed");
exit(-1);
}
/*************************************************************/
/* Allow socket descriptor to be reuseable */
/*************************************************************/
rc = setsockopt(listen_sd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
(char *)&on, sizeof(on));
if (rc < 0)
{
perror("setsockopt() failed");
close(listen_sd);
exit(-1);
}
/*************************************************************/
/* Set socket to be nonblocking. All of the sockets for */
/* the incoming connections will also be nonblocking since */
/* they will inherit that state from the listening socket. */
/*************************************************************/
rc = ioctl(listen_sd, FIONBIO, (char *)&on);
if (rc < 0)
{
perror("ioctl() failed");
close(listen_sd);
exit(-1);
}
/*************************************************************/
/* Bind the socket */
/*************************************************************/
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin6_family = AF_INET6;
memcpy(&addr.sin6_addr, &in6addr_any, sizeof(in6addr_any));
addr.sin6_port = htons(SERVER_PORT);
rc = bind(listen_sd,
(struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if (rc < 0)
{
perror("bind() failed");
close(listen_sd);
exit(-1);
}
/*************************************************************/
/* Set the listen back log */
/*************************************************************/
rc = listen(listen_sd, 32);
if (rc < 0)
{
perror("listen() failed");
close(listen_sd);
exit(-1);
}
/*************************************************************/
/* Initialize the master fd_set */
/*************************************************************/
FD_ZERO(&master_set);
max_sd = listen_sd;
FD_SET(listen_sd, &master_set);
/*************************************************************/
/* Initialize the timeval struct to 3 minutes. If no */
/* activity after 3 minutes this program will end. */
/*************************************************************/
timeout.tv_sec = 3 * 60;
timeout.tv_usec = 0;
/*************************************************************/
/* Loop waiting for incoming connects or for incoming data */
/* on any of the connected sockets. */
/*************************************************************/
do
{
/**********************************************************/
/* Copy the master fd_set over to the working fd_set. */
/**********************************************************/
memcpy(&working_set, &master_set, sizeof(master_set));
/**********************************************************/
/* Call select() and wait 3 minutes for it to complete. */
/**********************************************************/
printf("Waiting on select()...\n");
rc = select(max_sd + 1, &working_set, NULL, NULL, &timeout);
/**********************************************************/
/* Check to see if the select call failed. */
/**********************************************************/
if (rc < 0)
{
perror(" select() failed");
break;
}
/**********************************************************/
/* Check to see if the 3 minute time out expired. */
/**********************************************************/
if (rc == 0)
{
printf(" select() timed out. End program.\n");
break;
}
/**********************************************************/
/* One or more descriptors are readable. Need to */
/* determine which ones they are. */
/**********************************************************/
desc_ready = rc;
for (i=0; i <= max_sd && desc_ready > 0; ++i)
{
/*******************************************************/
/* Check to see if this descriptor is ready */
/*******************************************************/
if (FD_ISSET(i, &working_set))
{
/****************************************************/
/* A descriptor was found that was readable - one */
/* less has to be looked for. This is being done */
/* so that we can stop looking at the working set */
/* once we have found all of the descriptors that */
/* were ready. */
/****************************************************/
desc_ready -= 1;
/****************************************************/
/* Check to see if this is the listening socket */
/****************************************************/
if (i == listen_sd)
{
printf(" Listening socket is readable\n");
/*************************************************/
/* Accept all incoming connections that are */
/* queued up on the listening socket before we */
/* loop back and call select again. */
/*************************************************/
do
{
/**********************************************/
/* Accept each incoming connection. If */
/* accept fails with EWOULDBLOCK, then we */
/* have accepted all of them. Any other */
/* failure on accept will cause us to end the */
/* server. */
/**********************************************/
new_sd = accept(listen_sd, NULL, NULL);
if (new_sd < 0)
{
if (errno != EWOULDBLOCK)
{
perror(" accept() failed");
end_server = TRUE;
}
break;
}
/**********************************************/
/* Add the new incoming connection to the */
/* master read set */
/**********************************************/
printf(" New incoming connection - %d\n", new_sd);
FD_SET(new_sd, &master_set);
if (new_sd > max_sd)
max_sd = new_sd;
/**********************************************/
/* Loop back up and accept another incoming */
/* connection */
/**********************************************/
} while (new_sd != -1);
}
/****************************************************/
/* This is not the listening socket, therefore an */
/* existing connection must be readable */
/****************************************************/
else
{
printf(" Descriptor %d is readable\n", i);
close_conn = FALSE;
/*************************************************/
/* Receive all incoming data on this socket */
/* before we loop back and call select again. */
/*************************************************/
do
{
/**********************************************/
/* Receive data on this connection until the */
/* recv fails with EWOULDBLOCK. If any other */
/* failure occurs, we will close the */
/* connection. */
/**********************************************/
rc = recv(i, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (rc < 0)
{
if (errno != EWOULDBLOCK)
{
perror(" recv() failed");
close_conn = TRUE;
}
break;
}
/**********************************************/
/* Check to see if the connection has been */
/* closed by the client */
/**********************************************/
if (rc == 0)
{
printf(" Connection closed\n");
close_conn = TRUE;
break;
}
/**********************************************/
/* Data was received */
/**********************************************/
len = rc;
printf(" %d bytes received\n", len);
/**********************************************/
/* Echo the data back to the client */
/**********************************************/
rc = send(i, buffer, len, 0);
if (rc < 0)
{
perror(" send() failed");
close_conn = TRUE;
break;
}
} while (TRUE);
/*************************************************/
/* If the close_conn flag was turned on, we need */
/* to clean up this active connection. This */
/* clean up process includes removing the */
/* descriptor from the master set and */
/* determining the new maximum descriptor value */
/* based on the bits that are still turned on in */
/* the master set. */
/*************************************************/
if (close_conn)
{
close(i);
FD_CLR(i, &master_set);
if (i == max_sd)
{
while (FD_ISSET(max_sd, &master_set) == FALSE)
max_sd -= 1;
}
}
} /* End of existing connection is readable */
} /* End of if (FD_ISSET(i, &working_set)) */
} /* End of loop through selectable descriptors */
} while (end_server == FALSE);
/*************************************************************/
/* Clean up all of the sockets that are open */
/*************************************************************/
for (i=0; i <= max_sd; ++i)
{
if (FD_ISSET(i, &master_set))
close(i);
}
}