网编(14)：套接字和标准I/O

原创

QtHalcon 2022-06-09 15:16:55 博主文章分类：Linux网络编程 ©著作权

文章标签 #include 文件描述符结构体指针 文章分类 后端开发

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标准I/O函数的优点

标准I/O函数具有良好的移植性( PortabiJity )。
标准I/O函数可以利用缓冲提高性能。
数据传输快（300M的文件只要很短的时间就可以完成，但是不用标准I/O要传输很久）

创建套接字时，操作系统将生成用于I/O的缓冲。此缓冲在执行TCP协议时发挥着非常重要的作用。此时若使用标准I/O函数，将得到额外的另一缓冲的支持，如图所示。

网编(14)：套接字和标准I/O_结构体指针

标准I/O函数的几个缺点

不容易进行双向通信。
有时可能频繁调用fllush 函数。
需要以FILE结构体指针的形式返回文件描述符。

打开文件时，如果希望同时进行读写操作，则应以r+ 、W七a+模式打开。但因为缓冲的缘故，每次切换读写工作状态时应调用fllush
函数。这也会影响基于缓冲的性能提高。而且，为了使用标准I/0函数，需要FILE指针。而创建套接字时默认返回文件描述符，因此需要将文件描述符转化为FILE指针。

利用fdopen 函数转换为FILE 结构体指针

#include <stdio.h>
FILE* fdopen(int fildes, const char * mode);
//成功时返回转换的FILE 结构体指针，失败时返回NULL 。

#tildes 需要转换的文件描述符。
#mode   将要创建的FILE结构体指针的模式(mode)信息。

实例代码：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
int main(void)
{
  FILE *fp;
  int fd=open("data.dat", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC);
  if(fd==-1)
  {
    fputs("file open error", stdout);
    return -1;
  }
  fp=fdopen(fd, "w");
  fputs("Network C programming \n", fp);
  fclose(fp);
  return 0;
}

利用fileno 函数转换为文件描述符

#include <stdio.h>
int fileno(FILE * stream);
//成功时返回转换后的文件描述符，失败时返回-1 。

实例代码：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
  FILE *fp;
  int fd=open("data.dat", O_WRONLYjO_CREAT IO_TRUNC);
  if{fd==-1)
  {
    fputs("file open error", stdout);
    return -1;
  }

  printf("First file descriptor: %d \n", fd);
  fp=fdopen(fd, "w");
  fputs("TCP/IP SOCKET PROGRAMMING \n", fp);
  printf("Second file descriptor: %d \n", fileno(fp));
  fclose(fp);
  return 0;
}

基于套接字的标准I/O函数使用

服务器：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define TTL 64
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
int main(int argc, char *argv[])
{
  int serv_sock, clnt_sock;
  char message[BUF_SIZE];
  int str_len, i;

  struct sockaddr_in serv_adr;
  struct sockaddr_in clnt_adr;
  socklen_t clnt_adr_sz;
  FILE * readfp;
  FILE * writefp;
  if(argc!=2) {
    printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
    exit(1);
  }

  serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if(serv_sock==-1)
    error_handling("socket() error");

  memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
  serv_adr.sin_family=AF_INET;
  serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
  serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));

  if(bind(serv_sock, (struct sockaddr* )&serv_adr , sizeof(serv_adr))== -1 )
    error_handling("bind() error");
  if(listen(serv_sock, 5)==-1)
    error_handling("list en() e r ror");
  clnt_adr_sz=sizeof (clnt_adr ) ;

  for(i=0; i<5; i++)
  {
    clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
    if(clnt_sock==-1)
      error_handling("accept () error");
    else
      printf("Connected client %d \n", i+1);

    readfp=fdopen(clnt_sock, "r");
    writefp=fdopen(clnt_sock, "w");
    while(!feof(readfp))
    {
      fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
      fputs(message, writefp);
      fflush(writefp);//清理空间
    }
    fclose(readfp);
    fclose(writefp);
  }
  close(serv_sock);
  return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
  fputs(message, stderr);
  fputc('\n', stderr);
  exit(1);
}

客户端：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define TTL 64
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
int main(int argc, char *argv[])
{
  int clnt_sock;
  char message[BUF_SIZE];
  int str_len, i;

  struct sockaddr_in clnt_adr;
  socklen_t clnt_adr_sz;
  FILE * readfp;
  FILE * writefp;
  if(argc!=3) {
    printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
    exit(1);
  }

  clnt_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if(clnt_sock==-1)
    error_handling("socket() error");

  memset(&clnt_adr, 0, sizeof(clnt_adr));
  clnt_adr.sin_family=AF_INET;
  clnt_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
  clnt_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

  if(connect(clnt_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, sizeof(clnt_adr))== - 1)
    error_handling("bind() error");
  
  readfp=fdopen(clnt_sock, "r");
  writefp=fdopen(clnt_sock, "w");

  while(1)
  {
    fputs("Input message(Q to quit) : ", stdout);
    fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
    if(!strcmp(message,"q\n") || !strcmp(message, "Q\n" ))
      break;

    fputs(message, writefp);
    fflush(writefp);
    fgets(message, BUF_SIZE, readfp);
    printf("Message from server: %s", message);
  }
  fclose(readfp);
  fclose(writefp);
  
  close(clnt_sock);
  return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
  fputs(message, stderr);
  fputc('\n', stderr);
  exit(1);
}

运行结果：

#服务器
$ ./ser 9190
Connected client 1 

#客户端
$ ./cli 192.168.43.220 9190
Input message(Q to quit) : 123
Message from server: 123
Input message(Q to quit) : 456
Message from server: 456