[C++ 网络协议] 多进程服务器端

具有代表性的并发服务器端实现模型和方法：

多进程服务器：通过创建多个进程提供服务。✔

多路复用服务器：通过捆绑并统一管理I/O对象提供服务。

多线程服务器：通过生成与客户端等量的线程提供服务。

1. 进程的概念及应用

1.1 什么是进程？

进程：占用内存空间的正在运行的程序。

从操作系统的角度看，进程是程序流的基本单位。若创建多个进程，则操作系统将同时运行。有时一个程序运行过程中也会产生多个进程，多进程服务器端就是其中的代表。

CPU核的个数与进程数：

         拥有2个运算设备的CPU称作双核CPU，拥有4个运算器的称作四核CPU。也就是说，1个CPU可能包含有多个运算设备(核)，核的个数与可同时运行的进程数相同。如果进程数超过了核，那么进程将分时使用CPU资源，但因为CPU运算很快，所以我们会觉得所有进程都同时在运行。

1.2 创建进程

1.2.1 进程ID

每个进程都会从操作系统中分配到一个ID，这个ID就是“进程ID”，进程ID的值为大于2的整数，因为1要分配给操作系统启动后的首个进程（协助操作系统的进程），因此用户无法得到ID为1的进程。

Linux中查看所有进程的命令: ps au

1.2.2 fork函数（创建进程）

#include

pid_t fork();
成功返回进程ID，失败返回-1

fork函数： 将创建基于当前运行的，调用fork函数的进程的副本（内存空间完全相同）。此进程为父进程，其副本为子进程。两个进程都将执行fork函数调用后的语句(准确来说，就是从这个fork函数的返回值开始)，之后的程序流中，通过fork函数的返回值来区分，当前执行的是子进程还是父进程。

父进程：fork函数返回子进程ID

子进程：fork函数返回0

如图：

从复制发生点开始，父进程的所有变量的值，在复制发生点处时，是什么值，子进程也就会是什么值，之后两个进程之间的变量值互不影响，如图所示，最终结果：

父进程：gval=11,lval=26

子进程：gval=12,lval=25

1.2.3 僵尸进程（为什么要进行进程销毁）

如果在子进程创建后，没有销毁子进程，那么子进程就有可能会成为僵尸进程，僵尸进程会占用内存空间，造成资源消耗。

僵尸进程产生的原因：

        子进程通过两种方式来终止，一是传递参数并调用exit函数，二是main函数找那个执行return语句并返回值。这两种方式返回的值都会传递给操作系统，但操作系统不会销毁子进程，而是直到把这些值传递给产生该子进程的父进程之后，才会进行销毁。在销毁之前，这期间状态下的进程，就是僵尸进程。所以也可得知，如果要终止子进程，那么就必须向父进程传递exit参数值或return语句的返回值。

那么子进程如何向父进程传递exit参数值或return语句的返回值，来终止自己？

答：通过父进程主动发起请求来调用。如果父进程没有主动要求获取子进程的结束状态值，那么操作系统将一直保存子进程。

1.2.4 wait函数（销毁进程，阻塞）

#include

pid_t wait(int* statloc);    //statloc指向的内存空间，存放有子进程的exit参数值或return语句的返回值等其它信息
成功返回终止的子进程ID，失败返回-1

statloc指向的内存空间，不仅仅存放有子进程的exit参数值或return语句的返回值，还有其它信息，需要通过如下宏进行分离：

WIFEXITED(int statue);
子进程正常终止返回1（真）。
WEXITSTATUES(int statue);
返回子进程的返回值。

所以，使用wait函数的标准流程：

int status;

wait(&status);

if(WIFEXITED(status))    //如果正常终止
{
    std::cout<<"子进程正常终止!"<

注意：调用wait函数时，如果没有子进程要终止，那么程序将阻塞住，直到有任意一个子进程终止。

1.2.5 waitpid函数（销毁进程，无阻塞）

#include

pid_t waitpid(
pid_t pid,         //如果为-1，那么和wait函数一样，等待任意一个子进程终止
int* statloc,      //同wait函数一样
int options        //传递头文件中声明的常量WNOHANG，表示即使没有子进程终止，
                   //也不会阻塞程序执行，只是返回0并退出函数
);
成功返回终止的子进程ID(或0)，失败返回-1

注意：返回0的情况是没有子进程终止。

2. 进程间的信号处理