使用共享内存查询纯真IP库(微秒级)-阿里云开发者社区

纯真IP库是网上一种比较完整的常用的ip库，基本上每5天更新一次。

我写了个程序通过把ip库加载到共享内存里，在42万条数据下，单次查询能够达到微秒级。

/***** iplocation.c
功能：本程序是把qq纯真ip数据库文件加载到共享内存里，通过参数查找出对应的所属的ip段，和地理位置，使用共享内存可以使查询一次在纳秒级。
qq纯真ip数据库文件格式可以查看：http://lumaqq.linuxsir.org/article/qqwry_format_detail.html
qq纯真ip数据库官网下载地址：http://www.cz88.net/fox/ipdat.shtml,需要安装，安装完后把qqwry.dat拷出即可，也可从网上找。
作者：yifangyou
成功运行环境:CentOS 5 i386
gcc version 4.1.2 20071124 (Red Hat 4.1.2-42)
本次测试使用的ip库是
记录总数：429555条
更新日期：2011年06月05日
数据库版本：纯真
输入参数：ip
当输入255.255.255.255显示数据库版本
编译：
gcc -o iplocation iplocation.c
运行：
[root@localhost ~]# ./iplocation 58.62.69.255
ip=58.62.69.255 is between 58.62.64.0,58.62.69.255
location:广东省广州市番禺区电信
[root@localhost ~]# ./iplocation 184.73.255.255
ip=184.73.255.255 is between 184.72.0.0,184.73.255.255
location:美国弗吉尼亚州AmazonEC2东海岸数据中心
[root@localhost ~]# ./iplocation 255.255.255.255
ip=255.255.255.255 is between 255.255.255.0,255.255.255.255
location:纯真网络 2011年06月05日IP数据
[root@localhost ~]# ./iplocation 0.0.0.0
ip=0.0.0.0 is between 0.0.0.0,0.255.255.255
location:IANA保留地址 CZ88.NET
*******/
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <math.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#define SHARE_MEMORY_FILE "/tmp/qqwry.dat" //共享内存路径.ip库路径
#define UNKNOWN "Unknown"
#define SHARE_MEMORY_SIZE 10485760 //必须比ip库文件大
#define INET6_ADDRSTRLEN 46
#define RECORD_LEN 7 //单条记录长度
//共享内存指针
char *p_share;
//第一条记录指针
char *p_begin;
char *p_end;
//总记录数
long total_record;
//结果集
typedef struct
{
char *p_country;
char *p_area;
char beginip[INET6_ADDRSTRLEN]; // 用户IP所在范围的开始地址
char endip[INET6_ADDRSTRLEN]; // 用户IP所在范围的结束地址
}location;
//把4字节转为整数
unsigned long getlong4(char *pos) //将读取的4个字节转化为长整型数
{
unsigned long result=(((unsigned char )(*(pos+3)))<<24)
+(((unsigned char )(*(pos+2)))<<16)
+(((unsigned char )(*(pos+1)))<<8)
+((unsigned char )(*(pos)));
return result;
}
//把3字节转为整数
unsigned long getlong3(char *pos) //将读取的3个字节转化为长整型数
{
unsigned long result=(((unsigned char )(*(pos+2)))<<16)
+(((unsigned char )(*(pos+1)))<<8)
+((unsigned char )(*(pos)));
return result;
}
/**
* 创建共享内存，并加载ip库进去
*
* @return void
*/
void createshare()
{
int fd;
long filesize=0;
FILE *fp=fopen(SHARE_MEMORY_FILE,"rb");
//读取文件长度
fseek(fp,0,SEEK_END);
filesize=ftell(fp);
//归零
fseek(fp,0,SEEK_SET);
//获得文件描述符，用于生成共享内存
fd=open(SHARE_MEMORY_FILE,O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,00777);
p_share = (char*) mmap(NULL,SHARE_MEMORY_SIZE,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0 );
lseek(fd,0,SEEK_SET);
//把文件内容读入共享内存
fread(p_share,filesize,1,fp);
fclose(fp);
close(fd);
}
/**
* 打开共享内存指针
*
* @return void
*/
void openshare() // map a normal file as shared mem:
{
int fd;
fd=open(SHARE_MEMORY_FILE,O_RDWR,00777);
//打开共享内存
p_share = (char*)mmap(NULL,SHARE_MEMORY_SIZE,PROT_READ,MAP_SHARED,fd,0);
if(p_share==MAP_FAILED)
{
//若是不存在则创建
createshare();
}
close(fd);
//第一条记录位置
p_begin=p_share+getlong4(p_share);
//最后一条记录位置
p_end=p_share+getlong4(p_share+4);
//记录总数
total_record=(getlong4(p_share+4)-getlong4(p_share))/RECORD_LEN;
}
/**
* 关闭共享内存指针
*
* @return void
*/
void closeshare()
{
munmap( p_share, SHARE_MEMORY_SIZE);
}
/**
* 返回地区信息
*
* @char *pos 地区的指针
* @return char *
*/
char *getarea(char *pos) {
char *byte=pos; // 标志字节
pos++;
switch (*byte) {
case 0: // 没有区域信息
return UNKNOWN;
break;
case 1:
case 2: // 标志字节为1或2，表示区域信息被重定向
return p_share+getlong3(pos);
break;
default: // 否则，表示区域信息没有被重定向
return byte;
break;
}
}
//获得ip所属地理信息,isp
void getipinfo(char *ipstr,location *p_loc)
{
char *pos = p_share;
int record_len=10;
char *firstip=0; // first record position
//把ip转为整数
unsigned long ip=htonl(inet_addr(ipstr));
firstip=p_begin;
long l=0;
long u=total_record;
long i=0;
char* findip=firstip;
unsigned long beginip=0;
unsigned long endip=0;
//二分法查找
while(l <= u)
{
i=(l+u)/2;
pos=firstip+i*RECORD_LEN;
beginip = getlong4(pos);
pos+=4;
if(ip<beginip)
{
u=i-1;
}
else
{
endip=getlong4(p_share+getlong3(pos));
if(ip>endip)
{
l=i+1;
}
else
{
findip=firstip+i*RECORD_LEN;
break;
}
}
}
long offset = getlong3(findip+4);
pos=p_share+offset;
endip= getlong4(pos); // 用户IP所在范围的结束地址
pos+=4;
unsigned long j=ntohl(beginip);
inet_ntop(AF_INET,&j,p_loc->beginip, INET6_ADDRSTRLEN);// 获得开始地址的IP字符串类型
j=ntohl(endip);
inet_ntop(AF_INET,&j,p_loc->endip, INET6_ADDRSTRLEN);// 获得结束地址的IP字符串类型
char *byte = pos; // 标志字节
pos++;
switch (*byte) {
case 1:{ // 标志字节为1，表示国家和区域信息都被同时重定向
long countryOffset = getlong3(pos); // 重定向地址
pos+=3;
pos=p_share+countryOffset;
byte = pos; // 标志字节
pos++;
switch (*byte) {
case 2: // 标志字节为2，表示国家信息又被重定向
{
p_loc->p_country=p_share+getlong3(pos);
pos=p_share+countryOffset+4;
p_loc->p_area = getarea(pos);
}
break;
default: // 否则，表示国家信息没有被重定向
{
p_loc->p_country=byte;
p_loc->p_area = getarea(p_loc->p_country+strlen(p_loc->p_country)+1);
}
break;
}
}
break;
case 2: // 标志字节为2，表示国家信息被重定向
{
p_loc->p_country=p_share+getlong3(pos);
p_loc->p_area=p_share+offset+8;
}
break;
default:{ // 否则，表示国家信息没有被重定向
p_loc->p_country=byte;
p_loc->p_area=getarea(p_loc->p_country+strlen(p_loc->p_country)+1);
}
break;
}
}
int main(int argc, char** argv)
{
if(argc<2)
{
printf("please enter the checked ip.\n");
}
location loc={0};
//打开共享内存
openshare();
getipinfo(argv[1],&loc);
printf("ip=%s is between %s,%s\n",argv[1],loc.beginip,loc.endip);
printf("location:%s %s\n",loc.p_country,loc.p_area);
//关闭共享内存
// closeshare();
return 0;
}

运行测试结果：

本文转自yifangyou 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/yifangyou/617658·，如需转载请自行联系原作者

使用共享内存查询纯真IP库(微秒级)

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