[표준 입출력 함수의 장점]
(1) 이식성이 좋아진다
시스템 함수들은 운영체제에 종속적이기 때문에 다른 시스템에서 프로그램을 실행시켜야 할 때 문제가 될 수도 있음
이식성을 높이기 위해서는 어떻게 해야할까?
모든 시스템이 지원해 주는 표준화된 함수들을 사용하면 됨(ANSI표준 C의 입/출력 함수)
(2) 효율성을 높일 수 있다.
소켓을 생성하게 되면 커널에 의해서 입/출력을 위한 버퍼를 제공 받게 됨
뿐만 아니라 표준 입/출력 함수를 사용하게 되면 표준 입/출력 함수에 의해서 또 하나의 버퍼가 제공됨
fputs 함수 호출을 통해서 클라이언트에게 “Hello”라는 데이터를 전송 할 경우 일단 표준 입/출력 함수가
제공하는 버퍼로 데이터가 이동하게 됨
→ 소켓이 제공하는 출력 버퍼로 데이터가 이동하고 나서 마지막으로 클라이언트에게 데이터가 전송됨
표준 입/출력 함수 호출을 통해서 버퍼링을 할 경우 여러 데이터들을 하나의 패킷으로 전송할 수 있음
→ 전송하는 데 필요한 헤더의 바이트 수를 줄일 수 있게 됨
[버퍼링]
버퍼 = 여분의 임시 젖장소
네트워크를 통해서 데이터가 전송될 경우 부가적인 정보들도 함께 보내야 함 (헤더)
이런 정보들은 보통 수십 바이트가 넘음
1바이트만 보냈다고 하더라도 결과적으로 보면 수십 바이트의 데이터를 전송한 것이 됨
따라서 3바이트를 보낼 경우 1바이트씩 세 번에 걸쳐서 보내는 것 보다 한번에 3바이트를 보내는 것이 효율적임
[표준 입/출력 함수]
// stdio.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void error_handling(char* message);
int main(void)
{
FILE* fp;
// 표준 입/출력 함수를 통한 파일 생성
fp = fopen("test.dat", "w");
if(fp == NULL)
error_handling("file open error");
// 파일 포인터를 사용하여 데이터를 파일로 전송
fputs("Network programming\n\n", fp);
fclose(fp);
return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}[실행 결과]
test.dat 파일이 생성되었고, 파일 포인터를 이용해서 전송한 데이터가 실제로 파일에 전송됨
[리눅스가 제공하는 시스템 함수]
// sysio.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
void error_handling(char* message);
int main(void)
{
int fildes;
char str[] = "socket programming\n\n";
// 시스템 함수를 통한 파일의 생성
fildes = open("data.daa", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC);
if(fildes == -1)
error_handling("file open error");
write(fildes, str, sizeof(str) - 1);
close(fildes);
return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}[실행 결과]
표준 입/출력 함수와 마찬가지로 파일이 생성되었고, 데이터도 파일에 저장됨
표준 입/출력 함수를 사용할 때는 파일 포인터를 사용해서 입/출력을 진행하였고,
시스템 입/출력 함수를 사용할 때는 파일 디스크립터를 사용함
(파일 포인터는 FILE 구조체의 포인터이고, 파일 디스크립터는 정수형 데이터임)
리눅스의 경우 소켓을 생성할 때 리턴되는 것도 파일 디스크립터
표준 입/출력 함수를 사용하기 위해서 필요한 것은 파일 포인터
→ 결국 파일 디스크립터를 가지고 파일 포인터를 만들어야만 네트워크상의
두 호스트가 표준 입/출력 함수를 통해서 데이터를 송/수신할 수 있음
[표준 입/출력 함수의 사용]
표준 입/출력 함수를 사용하기 위해서는 파일 포인터를 얻어야 하고,
소켓 생성 시 리턴되는 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터를 얻어야 함
[파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성하기]
#include <stdio.h>
FILE* fdopen(int fildes, const char* mode);
// 성공 시 파일 포인터, 실패 시 NULL 포인터 리턴
// fildes : 파일 포인터를 생성하려면 대상 파일이 있어야 함
// 대상 파일을 가리키는 파일 디스크립터를 인자로 전달
// mode : 파일 포인터의 모드를 의미
// 인자로 들어가는 모드는 fopen 함수 호출 시 전달하는 인자와 동일함
Data.dat 파일의 파일 디스크립터를 인자로 전달하면서, fdopen 함수를 호출하는 경우, Data.dat 파일을 조작할 수 있는 파일 포인터가 생성되어 리턴됨
파일 디스크립터와 파일 포인터를 통해서 Data.dat에 접근 가능하지만 버퍼링 문제와 관련해서 주의를 요하는 일이 발생하므로 둘 중 하나만을 사용하는 것을 권장함
[파일 디스크립터 생성과 파일 포인터 생성]
// handle_stream.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
void error_handling(char* message);
int main(void)
{
int fildes;
FILE* fp;
// 시스템 함수를 통한 파일 생성
// 시스템 함수를 사용했으므로 파일 디스크립터가 리턴됨
fildes = open("data.dat", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC);
if(fildes == -1)
error_handling("file open error");
// 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성
fp = fdopen(fildes, 'w');
fputs("Network C programming\n\n", fp);
// 파일 포인터를 사용해서 표준 함수 fclose 호출
// 파일 자체가 완전히 닫히기 때문에 파일 디스크립터를 이용한 종료를 다시 해 줄 필요 없음
fclose(fp);
return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}[실행 결과]
파일 디스크립터를 기반으로 파일 포인터를 얻어냄
파일 포인터니까 표준 입/출력 사용 가능
[파일 포인터를 이용하여 파일 디스크립터 얻기]
경우에 따라서는 fdopen 함수와 반대로, 파일 포인터를 이용하여 파일의 디스크립터를 얻는 것이 유용한 경우가 있음 → fileno 함수의 인자로 파일 포인터를 전달하면 해당 파일의 디스크립터가 리턴됨
#include <stdio.h>
int fileno(FILE* stream);
// 파일 포인터가 가리키는 파일의 디스크립터 리턴
// stream : 파일 포인터를 인자로 전달하게 되는데
// 전달되는 파일 포인터가 어떤 모드로 생성되었건 상관없이 대상이 같은
// 파일이라면 같은 파일 디스크립터를 리턴해줌
// -> 파일 디스크립터는 모드가 존재하지 않기 때문
// 읽기 모드 파일 디스크립터나 쓰기 모드 파일 디스크립터 등은 없음
// 그냥 파일 디스크립터임[fileno 함수 예제]
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
void error_handling(char* message);
int main(void)
{
int fildes;
FILE* fp;
fildes = open("data.dat", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC);
if(fildes == -1)
error_handling("file open error");
printf("First file descriptor : %d\n", fildes);
// 파일 디스크립터를 이용하여 파일 포인터 생성
fp = fdopen(fildes, "w");
fputs("TCP/IP SOCKET PROGRAMMING\n\n", fp);
printf("Second file descriptor : %d \n\n", fileno(fp));
fclose(fp);
return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}[실행 결과]
파일을 생성하면서 리턴되는 파일 디스크립터 값과 해당 파일 디스크립터를 통해 얻은 파일 포인터로 얻은 파일 디스크립터의 값이 같음
→ fileno 함수 호출을 통해서 파일 포인터가 가리키는 파일의 파일 디스크립터를 얻어 올 수 있음
[소켓 기반의 표준 입/출력 함수의 사용]
// echo_stdserv.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUFSIZE 1024
void error_handling(char* message);
int main(int argc, char** argv)
{
int serv_sock;
int clnt_sock;
FILE* readFP;
FILE* writeFP;
char message[BUFSIZE];
struct sockaddr_in serv_addr;
struct sockaddr_in clnt_addr;
int clnt_addr_size;
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_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
error_handling("bind() error");
if(listen(serv_sock, 5) == -1)
error_handling("listen() error");
clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
if(clnt_sock == -1)
error_handling("accept() error");
// 입력과 출력을 위한 파일 포인터 생성
readFP = fdopen(clnt_sock, "r");
writeFP = fdopen(clnt_sock, "w");
while(!feof(readFP))
{
// 표준 입/출력 함수 사용
fgets(message, BUFSIZE, readFP);
fputs(message, writeFP);
// 표준 입/출력 함수의 경우 효율성을 목적으로 버퍼링을 함
// fflush를 호출하지 않으면 당장 클라이언트로 데이터가 전송된다고 보장할 수 없음
fflush(writeFP);
}
fclose(writeFP);
fclose(readFP);
return 0;
}
void error_handling(char* message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
// echo_stdclnt.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUFSIZE 1024
void error_handling(char* message);
int main(int argc, char** argv)
{
int sock;
FILE* readFP;
FILE* writeFP;
char message[BUFSIZE];
struct sockaddr_in serv_addr;
if(argc != 3)
{
printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sock == -1)
error_handling("socket() error");
// 파일 디스크립터를 파일 포인터로 변환
// 입력과 출력을 위한 파일 포인터 생성
readFP = fdopen(sock, "r");
writeFP = fdopen(sock, "w");
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
error_handling("connect error!");
while(1)
{
fputs("전송할 메시지를 입력하세요 (q to quit) : ", stdout);
fgets(message, BUFSIZE, stdin);
if(!strcmp(message, "q\n")) break;
fputs(message, writeFP);
fflush(writeFP);
fgets(message, BUFSIZE, readFP);
printf("서버로부터 전송된 메시지 : %s \n", message);
fclose(writeFP);
fclose(readFP);
return 0;
}
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}[실행 결과]
