最佳实践包括：使用适当的套接字类型、采用非阻塞i/o、进行错误处理、防止缓冲区溢出、使用连接复用、确保线程安全、处理信号以及根据需要设置套接字选项。例如，可以通过使用非阻塞i/o函数和select()函数来实现非阻塞套接字服务器，从而提高响应性和吞吐量。
C 语言网络编程最佳实践指南
前言
在 C 语言中编写可靠且高效的网络应用程序需要遵守最佳实践。本文将探讨一些重要的最佳实践，以帮助您提高代码的稳健性、性能和安全性。
1. 使用正确的套接字类型
- 使用 TCP 套接字进行可靠且按序传输。
- 使用 UDP 套接字进行不可靠的、面向数据报的传输。
- 了解不同的套接字类型及其用途。
2. 非阻塞 I/O
- 使用非阻塞 I/O 函数，例如 fcntl(2) 和 poll(2)。
- 这允许应用程序在等待 I/O 请求完成时继续执行其他任务，提高响应性和吞吐量。
3. 错误处理
- 使用 errno 变量获取错误代码。
- 根据错误代码执行适当的异常处理，提供用户友好的错误消息。
- 不要忽略错误，因为它可能导致不稳定和不安全的应用程序。
4. 缓冲区溢出防护
- 使用安全函数，例如 strncat(3)、strlcpy(3) 和 snprintf(3)，来防止缓冲区溢出。
- 设置缓冲区大小并仔细检查输入数据。
- 使用栈溢出检测工具，例如 AddressSanitizer。
5. 连接复用
- 使用 select(2)、poll(2) 或 epoll(7) 函数进行连接复用。
- 这允许一个应用程序同时监控多个套接字的文件描述符，以提高可伸缩性和性能。
6. 线程安全
- 在多线程应用程序中，使用互斥锁或原子变量来保护共享数据结构。
- 避免竞态条件和数据损坏。
7. 信号处理
- 在信号处理程序中小心地处理网络相关操作。
- 正确清理套接字并释放相关资源。
8. 套接字选项
- 根据需要设置套接字选项，例如 SO_REUSEADDR、SO_LINGER 和 SO_SNDBUF。
- 优化应用程序的性能和行为。
实战案例
非阻塞套接字服务端
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <netdb.h> #include <arpa/inet.h> int main() { // 1. 创建一个监听套接字 int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd == -1) { perror("socket"); exit(1); } // 2. 设置套接字为非阻塞 int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); if (flags == -1) { perror("fcntl"); exit(1); } flags |= O_NONBLOCK; if (fcntl(sockfd, F_SETFL, flags) == -1) { perror("fcntl"); exit(1); } // 3. 绑定套接字 struct sockaddr_in addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(8080); if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr)) == -1) { perror("bind"); exit(1); } // 4. 监听套接字 if (listen(sockfd, 5) == -1) { perror("listen"); exit(1); } // 5. 进入事件循环 while (1) { // 监测套接字是否可读 struct timeval timeout; timeout.tv_sec = 1; timeout.tv_usec = 0; fd_set fds; FD_ZERO(&fds); FD_SET(sockfd, &fds); int nready = select(sockfd + 1, &fds, NULL, NULL, &timeout); if (nready == -1) { perror("select"); exit(1); } // 如果套接字可读，接受连接 if (FD_ISSET(sockfd, &fds)) { struct sockaddr_in client_addr; socklen_t len = sizeof(client_addr); int newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &client_addr, &len); if (newsockfd == -1) { perror("accept"); } else { // 处理连接... } } } // 6. 关闭套接字 close(sockfd); return 0; }
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