linux下多進程服務框架
提示：改編自tinyproxy，向原作者致敬！
在程序的開頭，可以定義以下几個常量：
使用者只需要在程序最下面修改handle_connection函數，在裡面實現對客戶請求的處理邏輯即可，信號處理及進程組控制都由框架完成。在RHES 3 2.4kernel和Debian Etch 2.6kernel下測試通過。
歡迎指正。
在程序的開頭，可以定義以下几個常量：
#define MAXSERVICES 128 /* 每一個進程最大服務用戶數，防止錯誤積累 */
#define STARTSERVERS 32 /* 初始啟動服務進程數 */
#define MAXSPARESERVERS 32 /* 最大空閒服務進程數 */
#define MINSPARESERVERS 8 /* 最小空閒服務進程數 */
使用者只需要在程序最下面修改handle_connection函數，在裡面實現對客戶請求的處理邏輯即可，信號處理及進程組控制都由框架完成。在RHES 3 2.4kernel和Debian Etch 2.6kernel下測試通過。
歡迎指正。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/file.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
/*
* 福瑞哈哥改編自tinyproxy
*/
#define MAXLISTEN 1024 /* 最大監聽數，listen函數用 */
#define MAXCLIENTS 64 /* 最大服務進程數 */
#define MAXSERVICES 128 /* 每一個進程最大服務用戶數，定期更新進程組，防止錯誤積累 */
#define STARTSERVERS 32 /* 初始啟動服務進程數 */
#define MAXSPARESERVERS 32 /* 最大空閒服務進程數 */
#define MINSPARESERVERS 8 /* 最小空閒服務進程數 */
#define PORT 8000 /* 監聽端口號 */
/* 全局變量區 */
int listenfd; /* 服務socket */
int received_sighup = 0; /* 收到hup信號標誌 */
int quit = 0; /* 退出標誌 */
#define SERVER_COUNT_LOCK() _child_lock_wait()
#define SERVER_COUNT_UNLOCK() _child_lock_release()
/* 共享變量鎖 */
static struct flock lock_it, unlock_it;
static int lock_fd = -1;
enum child_status_t { T_EMPTY, T_WAITING, T_CONNECTED };
struct child_s {
pid_t tid;
unsigned int connects;
enum child_status_t status;
};
/*
* 子進程數組－位於共享內存區
*/
static struct child_s *child_ptr;
/*
* 正等待用戶連接的服務進程數
*/
static unsigned int* servers_waiting;
/*
* 分配一塊共享內存。
*/
static void*
malloc_shared_memory( size_t size )
{
int fd;
void* ptr;
char buffer[32];
static char* shared_file = "/tmp/mps.shared.XXXXXX";
assert( size > 0 );
strncpy( buffer, shared_file, sizeof(buffer) );
if ( (fd = mkstemp(buffer)) == -1 )
return (void *) MAP_FAILED;
unlink(buffer);
if (ftruncate(fd, size) == -1)
return (void *) MAP_FAILED;
ptr = mmap( NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0 );
return ptr;
}
/*
* 分配一塊共享內存，並清0。
*/
static void*
calloc_shared_memory( size_t nmemb, size_t size )
{
void* ptr;
long length;
assert( nmemb > 0 );
assert( size > 0 );
length = nmemb * size;
ptr = malloc_shared_memory( length );
if ( ptr == MAP_FAILED )
return ptr;
memset( ptr, 0, length );
return ptr;
}
static void
_child_lock_init(void)
{
char lock_file[] = "/tmp/mps.servers.lock.XXXXXX";
lock_fd = mkstemp(lock_file);
unlink(lock_file);
lock_it.l_type = F_WRLCK;
lock_it.l_whence = SEEK_SET;
lock_it.l_start = 0;
lock_it.l_len = 0;
unlock_it.l_type = F_UNLCK;
unlock_it.l_whence = SEEK_SET;
unlock_it.l_start = 0;
unlock_it.l_len = 0;
}
static void
_child_lock_wait(void)
{
int rc;
while ( (rc = fcntl( lock_fd, F_SETLKW, &lock_it )) < 0 ) {
if (errno == EINTR)
continue;
else
return;
}
}
static void
_child_lock_release(void)
{
if (fcntl(lock_fd, F_SETLKW, &unlock_it) < 0)
return;
}
#define SERVER_INC() do { /
SERVER_COUNT_LOCK(); /
++(*servers_waiting); /
SERVER_COUNT_UNLOCK(); /
} while (0)
#define SERVER_DEC() do { /
SERVER_COUNT_LOCK(); /
assert(*servers_waiting > 0); /
--(*servers_waiting); /
SERVER_COUNT_UNLOCK(); /
} while (0)
/*
* 創建監聽socket
*/
static void
start_listen_socket( unsigned short port )
{
int sockfd;
int on = 1;
struct sockaddr_in addr;
sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
setsockopt( sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on) );
memset( &addr, 0, sizeof(addr) );
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(port);
/*
* 需要指定到實際的地址上
*/
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr( "0.0.0.0" );
if ( bind( sockfd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof (addr) ) < 0 ) {
fprintf( stderr, "Unable to bind listening socket because of %s/n",
strerror(errno) );
exit(-1);
}
if ( listen( sockfd, MAXLISTEN ) < 0 ) {
fprintf( stderr, "Unable to start listening socket because of %s/n",
strerror(errno) );
exit(-1);
}
listenfd = sockfd;
}
void
close_listen_socket(void)
{
close( listenfd );
}
/*
* 在這個函數中，寫下對客戶請求的處理邏輯。
* 處理完成後在退出這個函數時，關閉connfd。
*/
void
handle_connection( int connfd );
/*
* 子進程主循環
*/
static void
child_main( struct child_s* ptr )
{
int connfd;
struct sockaddr *cliaddr;
socklen_t clilen;
clilen = sizeof( struct sockaddr );
cliaddr = (struct sockaddr*) malloc( clilen );
if ( !cliaddr ) {
fprintf( stderr,
"Could not allocate memory for child address." );
exit(0);
}
ptr->connects = 0;
while ( !quit ) {
ptr->status = T_WAITING;
connfd = accept( listenfd, cliaddr, &clilen );
/*
* 保證沒有錯誤發生
*/
if ( connfd < 0 ) {
fprintf( stderr,
"Accept returned an error (%s) ... retrying.",
strerror(errno) );
continue;
}
ptr->status = T_CONNECTED;
SERVER_DEC();
handle_connection( connfd );
ptr->connects++;
if ( ptr->connects == MAXSERVICES ) {
fprintf( stderr,
"Child has reached MaxRequestsPerChild (%u). Killing child./n",
ptr->connects );
break;
}
SERVER_COUNT_LOCK();
if ( *servers_waiting > MAXSPARESERVERS ) {
/*
* 有太多空閒服務進程，退出自己
*/
fprintf( stderr,
"Waiting servers (%d) exceeds MaxSpareServers (%d). Killing child./n",
*servers_waiting, MAXSPARESERVERS );
SERVER_COUNT_UNLOCK();
break;
} else {
SERVER_COUNT_UNLOCK();
}
SERVER_INC();
}
ptr->status = T_EMPTY;
free( cliaddr );
exit(0);
}
/*
* Fork一個子進程並啟動child_main()函數（子進程主循環）
*/
static int
child_make( struct child_s* ptr )
{
pid_t pid;
if ((pid = fork()) != 0)
return pid; /* 父進程 */
/*
* 重設子進程的信號處理函數
*/
signal( SIGCHLD, SIG_DFL );
signal( SIGTERM, SIG_DFL );
signal( SIGHUP, SIG_DFL );
child_main(ptr); /* 不會返回 */
return -1;
}
int
child_pool_create(void)
{
/* sleep(10); */
child_ptr = (struct child_s*)
calloc_shared_memory( MAXCLIENTS,
sizeof(struct child_s) );
if ( child_ptr == MAP_FAILED ) {
fprintf( stderr, "Could not allocate shared memory for children./n" );
return -1;
}
servers_waiting = (unsigned int*)
malloc_shared_memory( sizeof(unsigned int) );
if ( servers_waiting == MAP_FAILED ) {
fprintf( stderr, "Could not allocate shared memory for child counting./n" );
return -1;
}
*servers_waiting = 0;
/* 在操作servers_waiting變量之前， 創建加鎖文件 */
_child_lock_init();
int i;
/* 初始化子進程共享數組 */
for ( i = 0; i < MAXCLIENTS; i++ ) {
child_ptr.status = T_EMPTY;
child_ptr.connects = 0;
}
/* fork子進程 */
for ( i = 0; i < STARTSERVERS; i++ ) {
child_ptr.status = T_WAITING;
child_ptr.tid = child_make( &child_ptr );
if ( child_ptr.tid < 0 ) {
fprintf( stderr,
"Could not create child number %d of %d/n",
i, STARTSERVERS );
return -1;
} else {
fprintf( stderr,
"Creating child number %d of %d .../n",
i + 1, STARTSERVERS );
SERVER_INC();
}
}
return 0;
}
/*
* 刪除所有服務進程
*/
void
kill_children(void)
{
unsigned int i;
for ( i = 0; i < MAXCLIENTS; i++ ) {
if ( child_ptr.status != T_EMPTY )
kill( child_ptr.tid, SIGTERM );
}
}
/*
* 監控進程主循環，它負責把服務進程的數量維持在一個合適的數量上。
*/
void
child_main_loop(void)
{
unsigned int i;
while (1) {
if ( quit )
return;
/* 如果空閒服務進程數不足，則創建一些 */
SERVER_COUNT_LOCK();
if ( *servers_waiting < MINSPARESERVERS ) {
fprintf( stderr,
"Waiting servers (%d) is less than MinSpareServers (%d). Creating new child.",
*servers_waiting, MINSPARESERVERS );
SERVER_COUNT_UNLOCK();
for ( i = 0; i < MAXCLIENTS; i++ ) {
if ( child_ptr.status == T_EMPTY ) {
child_ptr.status = T_WAITING;
child_ptr.tid = child_make( &child_ptr );
if ( child_ptr.tid < 0 ) {
fprintf( stderr, "Could not create child" );
child_ptr.status = T_EMPTY;
break;
}
SERVER_INC();
break;
}
}
} else {
SERVER_COUNT_UNLOCK();
}
sleep(5);
if ( received_sighup ) {
/* 在收到hup信號後，可作一些維護工作，比如更新備份日志文件等 */
received_sighup = 0;
}
}
}
/*
* 處理信號
*/
void
takesig( int sig )
{
pid_t pid;
int status;
switch (sig) {
case SIGHUP:
received_sighup = 1;
break;
case SIGTERM:
quit = 1;
break;
case SIGCHLD:
while ( (pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0 )
;
break;
}
return;
}
int
main( int argc, char ** argv )
{
int godaemon = 1; /* 是否轉為deamon模式 */
unsigned short port = PORT; /* 服務端口號 */
assert( MINSPARESERVERS <= MAXSPARESERVERS );
assert( STARTSERVERS <= MAXCLIENTS );
assert( MAXCLIENTS <= MAXLISTEN );
if ( godaemon == 1 ) {
daemon(1, 1);
}
/* 啟動服務socket */
start_listen_socket( port );
signal( SIGPIPE, SIG_IGN );
/* 創建服務進程組 */
child_pool_create();
/*
* 下面這些信號處理函數只有監控進程才有用
*/
signal( SIGCHLD, takesig );
signal( SIGTERM, takesig );
signal( SIGHUP, takesig );
/* 開始監控工作 */
child_main_loop();
/* 退出前，殺掉服務進程組 */
kill_children();
/* 關閉服務socket */
close_listen_socket();
exit(0);
return 0;
}
/*
* 在這個函數中，寫下對客戶請求的處理邏輯。
* 處理完成後在退出這個函數時，關閉connfd。
* 這只是一個示例！
*/
void
handle_connection( int connfd )
{
char buf[128] = {};
sprintf( buf, "%u: ", (unsigned int) getpid() );
int len = strlen(buf);
read( connfd, buf + len, sizeof(buf) - len - 1 );
len = strlen(buf);
write( connfd, buf, len );
close( connfd );
}