I/O复用的高级应用三——同时处理TCP和UDP服务

截至目前学习，我们讨论过的服务器程序都只监听一个端口。但在实际应用中，有不少服务器程序能同时监听多个端口，比如超级服务inetd和android的调试服务adbd。从bind系统调用的参数看，一个socket只能与一个socket地址绑定，即一个socket只能用来监听一个端口。因此，服务器如果要同时监听多个端口，就必须创建多个socket，并将它们分别绑定到各个端口上。这样一来，服务器程序就需要同时管理多个监听socket，I/O复用技术就有了用武之地。另外，即使是同一个端口，如果服务器要同时处理该端口上的TCP和UDP请求，则也需要创建两个不同的socket：一个是流socket，另一个是数据报socket，并将它们都绑定到该端口上。下面代码所示的回射服务器就能同时处理一个端口上的TCP和UDP请求。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
#define TCP_BUFFER_SIZE 512
#define UDP_BUFFER_SIZE 1024
//非阻塞socket
int setnonblocking( int fd )
{int old_option = fcntl( fd, F_GETFL );int new_option = old_option | O_NONBLOCK;fcntl( fd, F_SETFL, new_option );return old_option;
}void addfd( int epollfd, int fd )
{epoll_event event;event.data.fd = fd;//指定事件所从属的目标文件描述符(listenfd或udpfd)//event.events = EPOLLIN | EPOLLET;event.events = EPOLLIN;//触发事件，可读数据到达epoll_ctl( epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event );//该函数用于操作epoll内核事件表，EPOLL_CTL_ADD代表往注册表上注册epollfd上的事件setnonblocking( fd );//非阻塞
}int main( int argc, char* argv[] )
{if( argc <= 2 ){printf( "usage: %s ip_address port_number\n", basename( argv[0] ) );return 1;}const char* ip = argv[1];int port = atoi( argv[2] );int ret = 0;struct sockaddr_in address;/*创建TCP socket，并将其绑定到端口port上*/bzero( &address, sizeof( address ) );address.sin_family = AF_INET;inet_pton( AF_INET, ip, &address.sin_addr );address.sin_port = htons( port );//tcpint listenfd = socket( PF_INET, SOCK_STREAM, 0 );//SOCK_STREAM表示传输层使用TCP协议assert( listenfd >= 0 );ret = bind( listenfd, ( struct sockaddr* )&address, sizeof( address ) );assert( ret != -1 );ret = listen( listenfd, 5 );assert( ret != -1 );/*创建UDP socket，并将其绑定到端口port上*/bzero( &address, sizeof( address ) );address.sin_family = AF_INET;inet_pton( AF_INET, ip, &address.sin_addr );address.sin_port = htons( port );//udp 整个操作与TCP类似，需要将socket绑定到端口上，但是不需要监听int udpfd = socket( PF_INET, SOCK_DGRAM, 0 );//SOCK_DGRAM表示传输层使用UDP协议assert( udpfd >= 0 );ret = bind( udpfd, ( struct sockaddr* )&address, sizeof( address ) );assert( ret != -1 );epoll_event events[ MAX_EVENT_NUMBER ];//epoll_ctl函数的一个参数int epollfd = epoll_create( 5 );//创建事件表/*epoll把用户关心的文件描述符上的事件放在内核里的一个事件表中，从而无须像select和poll那样每次调用都要重复传入文件描述符集或事件集*/assert( epollfd != -1 );/*注册TCP socket和UDP socket上的可读事件*/addfd( epollfd, listenfd );addfd( epollfd, udpfd );while( 1 ){   /*epoll系列系统调用的主要接口是epoll_wait函数,该函数成功时返回就绪的文件描述符的个数*/int number = epoll_wait( epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1 );if ( number < 0 ){printf( "epoll failure\n" );break;}for ( int i = 0; i < number; i++ ){int sockfd = events[i].data.fd;if ( sockfd == listenfd )//监听到有TCP连接{struct sockaddr_in client_address;socklen_t client_addrlength = sizeof( client_address );int connfd = accept( listenfd, ( struct sockaddr* )&client_address, &client_addrlength );addfd( epollfd, connfd );//将新事件注册到内核表中}else if ( sockfd == udpfd )//若是udp连接{//由于udp是无连接协议，所以要一次性接收传输过来的数据char buf[ UDP_BUFFER_SIZE ];memset( buf, '\0', UDP_BUFFER_SIZE );struct sockaddr_in client_address;socklen_t client_addrlength = sizeof( client_address );//必须使用recvfrom函数接收数据//socket文件描述符 接收缓冲区 可接收数据的最大长度 默认方式接收数据 发送方ip地址 地址长度ret = recvfrom( udpfd, buf, UDP_BUFFER_SIZE-1, 0, ( struct sockaddr* )&client_address, &client_addrlength );//recvfrom函数堵塞到收到来自客户的数据if( ret > 0 ){//收到数据之后再把数据发给客户端sendto( udpfd, buf, UDP_BUFFER_SIZE-1, 0, ( struct sockaddr* )&client_address, client_addrlength );}}else if ( events[i].events & EPOLLIN )//可读数据到达触发事件{char buf[ TCP_BUFFER_SIZE ];//TCP连接的接收缓冲区while( 1 ){memset( buf, '\0', TCP_BUFFER_SIZE );ret = recv( sockfd, buf, TCP_BUFFER_SIZE-1, 0 );if( ret < 0 ){if( ( errno == EAGAIN ) || ( errno == EWOULDBLOCK ) ){break;}close( sockfd );break;}else if( ret == 0 ){close( sockfd );}else{send( sockfd, buf, ret, 0 );}}}else{printf( "something else happened \n" );}}}close( listenfd );return 0;
}

服务器端运行该程序