【TCP/IP】多进程服务器的实现(进阶) - 多进程服务器模型及代码实现

        经过前面的铺垫，我们已经具备实现并发服务器的基础了，接下来让我们尝试将之前的单任务回声服务器改装成多任务并发模式吧！

多任务回声服务器模型

        在编写代码前，先让我们大致将多任务（回声）服务器的模型抽象一下，如下图所示：

        当客户端请求服务（连接请求）时，回声服务器端便会创建子进程以提供服务。为了完成这些任务，需要经过以下过程：

• 第一阶段 : 回声服务器端(父进程)调用accept函数受理客户端发来的连接请求。
• 第二阶段 : 父进程套接字的文件描述符被拷贝传递给子进程 。
• 第三阶段 : 子进程利用传递来的文件描述符提供服务。

        OK，让我们开始试着用代码去实现

multi_echoserver.cpp

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define BUF_SIZE 1024

void Handler_childproc(int sig)
{
    int status;
    pid_t pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    printf("Removed process id: %d \n", pid);
}

void Sender_message(char *message)
{
    puts(message);
    exit(1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    int str_len, state, port;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    struct sigaction act;
    pid_t pid;
    socklen_t adr_sz;
    char buf[BUF_SIZE];
    //防止僵尸进程
    act.sa_handler = Handler_childproc;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    state = sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serv_sock == -1)
    {
        Sender_message((char *)"Socket creation error");
    }

    printf("Please input the port of socket that you want to create:\n");
    scanf("%d", &port);
    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(port);

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
    {
        Sender_message((char *)"bind error");
    }
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
    {
        Sender_message((char *)"listen error");
    }

    while (1)
    {
        adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        //accept后（受理客户端发来的请求）创建子进程
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz);
        if (clnt_sock == -1)
        {
            continue;
        }
        else
        {
            puts("New client was connected...");
        }

        pid = fork();

        switch (pid)
        {
        case -1:
        {
            close(clnt_sock);
            continue;
        }
        case 0: //子进程
        {
       //关闭服务器端套接字的文件描述符（很重要，若不处理会使服务器端套接字最终无法正常关闭）
            close(serv_sock);
            while ((str_len = read(clnt_sock, buf, BUF_SIZE)) != 0)
            {
                write(clnt_sock, buf, str_len);
            }
            close(clnt_sock);
            puts("Client was disconnected...");
            return 0;
        }
        default: //父进程
        {
            //关闭客户端连接
            close(clnt_sock);
            break;
        }
        }
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}

        * 可以直接用之前编译的回声客户端代码，参见： 回声客户端缺陷的解决 这一篇文章

        运行结果：

        启动多个回声客户端后，没啥问题，功能正常~

补充：

        在上述代码中(multi_echoserver)，调用fork函数后，父进程会复制2个套接字的文件描述符给子进程（一个是服务器，一个是客户端），过程如下图所示：

        当1个套接字中衍生出了2个文件描述符时，只有这2个描述符都被销毁后，套接字才能被完全销毁。（无论是在客户端还是服务器端，依此类推）因此，在调用fork函数后，一定要将无关的套接字的文件描述符处理好，否则将导致套接字无法正常关闭。