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本博客参考:《Linux C/C++ 服务器开发实践》——朱文伟 李建英
多进程并发服务器是什么?
多进程服务器是指当客户端有请求时,服务器用一个子进程来处理客户端的请求,父进程继续等待其他客户端的请求。这种方法的优点是当客户端有请求时,服务器能及时处理,特别是在客户端服务器交互系统中。对于一个TCP服务器,客户端与服务器的连接可能不会马上关闭,而会等到客户端提交某些数据后再关闭,这段时间服务器的进程会阻塞,所以这时操作系统可能会调用其他客户端服务进程,这比起循环服务器大大提高了服务性能。
TCP多进程并发服务器的编程模型
该服务器的编程模型涉及到fork函数的使用,具体可以看这篇文章:
链接:Linux之进程(详解-上)
其编程模型的伪代码如下:
#include <头文件>
int main(){
创建套接字sockfd
绑定(bind)套接字sockfd
监听(listen)套接字sockfd
while(1){
int connfd = accept();
if(fork() == 0){ // 子进程
close(sockfd); //关闭监听套接字
fun(); //服务客户端的具体事件在fun里实现
close(connfd); //关闭已连接套接字connfd
exit(0); //结束子进程
}
close(connfd); //关闭已连接套接字connfd
}
close(sockfd);
return 0;
}
在子进程中,先要关闭一次监听套接字,因为监听套接字属于内核对象,创建子进程的时候,会导致操作系统底层对该内核对象的引用计数加1,导致该描述符的引用计数为2,要想它变成0来关闭监听描述符,需在子进程中关闭一次,让引用计数变成1,然后在父进程中再关闭一次,就会变成0。
一个简单的多进程TCP服务器
tcpserver.cpp
#include "myhead.h"
#define PORT 10024
int main(){
char on = 1;
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0){
perror("create sockfd fail\n");
return -1;
}
//配置本地网络信息
struct sockaddr_in seraddr;
memset(&seraddr, 0, sizeof(seraddr));
seraddr.sin_family = AF_INET;
seraddr.sin_port = htons(PORT);
seraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
//设置端口复用
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
int err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&seraddr, sizeof(seraddr));
if(err_log < 0){
perror("bind fail\n");
return -1;
}
err_log = listen(sockfd, 10);
if(err_log < 0){
perror("listen fail\n");
return -1;
}
while(1){
char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};
struct sockaddr_in clientAddr;
socklen_t cliaddr_len = sizeof(clientAddr);
puts("Father process is waitting client...\n");
//等待客户端连接
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientAddr, &cliaddr_len);
if(connfd < 0){
perror("accept fail \n");
close(sockfd);
return -1;
}
pid_t pid = fork();
if(pid < 0){
perror("fork fail\n");
return -1;
}
else if(pid == 0){ //子进程接收客户端的信息,并返回给客户端
close(sockfd); //关闭监听套接字,这个套接字是从父进程继承过来的
char recv_buf[1024] = {0};
int recv_len = 0;
// 打印客户端的IP地址和端口号
memset(cli_ip, 0, sizeof(cli_ip));
inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("-------------------------\n");
printf("client ip = %s, port = %d\n", cli_ip, ntohs(clientAddr.sin_port));
//循环接收数据
while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0){
printf("recv_buf: %s\n", recv_buf);
send(connfd, recv_buf, recv_len, 0);
}
printf("client_port %d closed \n", ntohs(clientAddr.sin_port));
close(connfd);
return -1;
}
else if(pid > 0){
close(connfd);
}
}
close(sockfd);
return 0;
}
tcpclient.cpp
#include "pch.h"
#include <stdio.h>
#include <winsock.h>
#pragma comment(lib,"wsock32")
#define BUF_SIZE 200
#define PORT 10024
char wbuf[50], rbuf[100];
int main()
{
char buff[BUF_SIZE];
SOCKET s;
int len;
WSADATA wsadata;
struct hostent *phe; /*host information */
struct servent *pse; /* server information */
struct protoent *ppe; /*protocol information */
struct sockaddr_in saddr; /*endpoint IP address */
int type;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 0), &wsadata) != 0)
{
printf("WSAStartup failed\n");
WSACleanup();
return -1;
}
memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(PORT);
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.159.128");
s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s == INVALID_SOCKET)
{
printf(" creat socket error \n");
WSACleanup();
return -1;
}
if (connect(s, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) == SOCKET_ERROR)
{
printf("connect socket error \n");
WSACleanup();
return -1;
}
printf("please enter data:");
fgets(wbuf, sizeof(wbuf), stdin);
len = send(s, wbuf, sizeof(wbuf), 0);
if (len < 0) perror("send failed");
len = recv(s, rbuf, sizeof(rbuf), 0);
if (len < 0) perror("recv failed");
printf("server reply:%s\n", rbuf);
closesocket(s);
WSACleanup();
return 0;
}
附录myhead.h
// myhead.h
#ifndef _MYHEAD_H
#define _MYHEAD_H
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/input.h> //跟输入子系统模型有关的头文件
#include <dirent.h>
#include <stdbool.h>
#include <strings.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/sem.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <net/if.h>
#include <netdb.h>
#include <poll.h>
#include <sys/epoll.h>
#endif