linux网络编程-多进程实现TCP并发服务器
服务端流程步骤
socket函数创建监听套接字lfd
bind函数将监听套接字绑定ip和端口
listen函数设置服务器为被动监听状态，同时创建一条未完成连接队列（没走完tcp三次握手流程的连接），和一条已完成连接队列（已完成tcp三次握手的连接）
accept函数循环的从已完成连接队列中提取连接，并返回一个新的套接字cfd跟客户端进行通信
fork函数创建一个子进程，让子进程与客户端进行通信
子进程：read函数循环的从r缓冲区读取客户端发送的数据，write函数将要发送的数据写入w缓冲区
close函数关闭套接字
客户端流程步骤
socket函数创建套接字
connect函数连接服务器
write函数将要发送的数据写入w缓冲区，read函数从r缓冲区读取服务器发送给客户端的数据
close函数关闭套接字
客户端跟服务器通信流程图
相关函数
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：创建一个用于网络通信的套接字文件描述符
参数：domain：协议族（AF_INET：ipv4，AF_INET6：ipv6，等等）
type：套接字类型（SOCK_DGRAM：udp，SOCK_STREAM：tcp，等等）
protocol：用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型，通常不用管它，设置 为 0
返回值：成功则返回socket套接字描述符, 失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);
功能：将sockfd绑定ip和端口
参数：sockfd：套接字
my_addr：存放有协议，ip，端口的结构体信息
addrlen：my_addr结构体大小
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
#include
int listen(int s, int backlog);
功能：让服务器处于被动监听状态，同时创建了一条未完成三次握手的连接队列和一条已经完成三次握 手的连接队列
参数：s：套接字
backlog：支持未完成连接和已完成连接之和的最大值，一般设置128
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
功能：从已完成连接队列中提取客户端连接
参数：s：套接字
addr：存放成功连接的客户端的ip，端口等信息结构体
addrlen：存放addr结构体大小的变量地址
返回值：成功则返回一个非负整数标识这个连接套接字，是否返回-1
头文件：#include
#include
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
功能：从文件描述符 fd 中读取 count 字节的数据并放入从 buf 开始的缓冲区中
参数：fd：文件描述符
buf：缓冲区
count：读count字节
返回值：成功时返回读取到的字节数，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
功能：向文件描述符fd所引用的文件中写入从buf开始的缓冲区中count字节的数据
参数：fd：文件描述符
buf：缓冲区
count：写count字节
返回值：功时返回所写入的字节数，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
int close(int fd);
功能：关闭 一个文件描述符
参数：fd：要关闭的文件描述符
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
功能：连接服务器
参数：sockfd：套接字
addr：服务器的ip，端口等结构体信息
addrlen：addr结构体大小
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
pid_t fork(void);
功能：创建一个子进程
参数：无
返回值：父进程返回子进程的进程id，子进程返回0
头文件：#include
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
功能：设置信号集屏蔽字
参数：how：SIG_BLOCK （mask |= set），SIG_UNBLOCK （mask &= ~set），SIG_SETMASK （mask = set）
set：信号集
oldset：旧的信号集
返回值：成功返回0，失败返回-1，并设置errno
头文件：#include
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
功能：回收已结束的子进程资源
参数：pid：pid<-1 等待进程组识别码为pid绝对值的任何子进程
pid=-1 等待任何子进程, 相当于wait()
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程
pid>0 等待任何子进程识别码为pid的子进程
status：子进程的结束状态值
options：WNOHANG 如果没有任何已经结束的子进程则马上返回, 不予以等待
WUNTRACED 如果子进程进入暂停执行情况则马上返回, 但结束状态不予以理会
返回值：成功返回子进程pid，失败返回-1
头文件： #include
#include
服务端代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 256
void do_sigchld(int signo, siginfo_t *siginfo, void *p)
{
int status;
pid_t pid;
while((pid = waitpid(0, &status, WNOHANG)) > 0) //0:回收跟调用进程同组的子进程的资源，WNOHANG:不阻塞
{
if (WIFEXITED(status))
printf("pid = %d, parent pid = %d, child pid = %d, exit status %d\n", pid, getpid(), siginfo->si_pid, WEXITSTATUS(status));
else if (WEXITSTATUS(status))
printf("pid = %d, parent pid = %d, child pid = %d, exit by signal %d\n ", pid, getpid(), siginfo->si_pid, WIFSIGNALED(status));
}
}
void sys_err(const char *str, int err)
{
perror(str);
exit(err);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc < 2)
{
printf("%s port\n", argv[0]);
exit(1);
}
//创建流式套接字
int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (lfd < 0)
sys_err("socket", 1);
//绑定ip端口
struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons((unsigned short)atoi(argv[1]));
server_addr.sin_addr.s_addr = 0; //0表示将本机所有ip都绑定上
int ret = bind(lfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
if (ret < 0)
sys_err("bind", 1);
//监听
ret = listen(lfd, 128);
if (ret < 0)
sys_err("listen", 1);
//阻塞SIGCHLD信号
sigset_t set;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set, SIGCHLD);
sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);
int block = 1;
//循环提取
int cfd;
pid_t pid;
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t len = sizeof(client_addr);
char buf[BUF_SIZE];
ssize_t size;
char ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";
while(1)
{
cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
if (cfd < 0)
{
if (errno == EINTR)
continue;
sys_err("accept", 1);
}
printf("client ip = %s, port = %d connect success\n", inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)), ntohs(client_addr.sin_port));
pid = fork();
if (pid == 0)
{
//in child
close(lfd); //关闭不用了的监听套接字
//解除阻塞SIGCHLD信号
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
block = 0;
while(1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
size = read(cfd, buf, sizeof(buf));
if (size == 0) //客户端断开连接
{
printf("client close\n");
break;
}
printf("%s\n", buf);
write(cfd, buf, size);
}
break;
}
else if (pid > 0)
{
//in parent
close(cfd); //关闭不用了的跟客户端通讯的套接字
if (1 == block)
{
//先捕捉
struct sigaction sa;
sa.sa_sigaction = do_sigchld;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);
//后解除阻塞
sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
block = 0;
}
}
else
sys_err("fork", 1);
}
//关闭套接字
if (pid == 0)
close(cfd);
else if (pid > 0)
close(lfd);
return 0;
} 客户端代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc < 3)
{
printf("%s sever_ip server_port\n", argv[0]);
exit(1);
}
//创建流式套接字
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (fd < 0)
{
perror("socket");
exit(1);
}
//连接服务器
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons((unsigned short)atoi(argv[2]));
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
int ret = connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
printf("connect ret = %d\n", ret);
if (ret < 0)
{
perror("connect");
exit(1);
}
//读写数据
char buf_w[128] = "";
char buf_r[128] = "";
ssize_t size_r = 0;
while(1)
{
fgets(buf_w, sizeof(buf_w), stdin);
buf_w[strlen(buf_w) - 1] = 0;
write(fd, buf_w, strlen(buf_w));
size_r = read(fd, buf_r, sizeof(buf_r));
if (size_r == 0) //服务器断开
break;
else
printf("%s\n", buf_r);
memset(buf_w, 0, sizeof(buf_w));
memset(buf_r, 0, sizeof(buf_r));
}
//关闭套接字
close(fd);
return 0;
} 结果
3个客户端连接服务器时
服务端
客户端
ps aux 可以看到有4个服务器进程（其中一个是主进程，用于监听处理新的连接，其他3个子进程用于跟客户端进行通信）
回射服务信息截图
客户端1：
客户端2：
客户端3：
服务器收到进行打印：
3个客户端都退出时
服务端收到客户端退出，并回收跟客户端进行通信的3个子进程的资源
ps aux 查看可以看到只剩主进程，用于监听处理新的连接，其他3个子进程都已结束
