11.14TCP的并发服务器

多进程并发服务器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.124.116"

int deal_cli_msg(int newfd, struct sockaddr_in cin);

//当子进程退出后,父进程会收到17)SIGCHLD
//修改17号信号的默认处理函数,在17号信号的默认处理函数中给子进程收尸
void zombie_callback(int sig)
{
	//能运行到这个位置,代表肯定有子进程退出
	
	pid_t wpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
	printf("wpid=%d\n",wpid);                   //若此时有子进程,但是子进程没有退出,不阻塞,返回0
												//若此时有子进程,且子进程已经退出,不阻塞,返回>0,回收到的子进程pid号
												//若此时没有子进程,函数运行失败,返回-1  
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//给17号信号SIGCHLE信号注册新的处理函数
	if(signal(SIGCHLD, zombie_callback) == SIG_ERR){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("signal");
		return -1;
	}
	//创建流式套接字
	int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sfd <0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("socket");
		return -1;
	}
	printf("socket success__%d__\n",__LINE__);
	
	//允许端口快速重用
	int reuse =1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse))<0){
		fprintf(stderr, "__%d__",__LINE__);
		perror("setsockopt");
		return -1;
	}
	printf("reuseaddr success__%d__\n",__LINE__);

	//若从命令行传入端口号,则是用传入的端口号,没有传入则使用宏定义的端口号
	int port = argc>=2?atoi(argv[1]):SER_PORT;

	//填充服务器的地址信息结构体,给bind函数使用
	//真实的地址信息结构体根据地址族来指定的 AF_INET:man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;                  //必须填AF_INET
	sin.sin_port   = htons(port);              //端口号的网络字节序,1024~49151
	sin.sin_addr.s_addr   = inet_addr(SER_IP); //ifconfig查看本机IP
                                               //127.0.0.1:本地环回IP,只能做本机通信的IP
											   //0.0.0.0:代表运行环境中所有可用IP

	//绑定服务器自身的地址信息
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))<0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success __%d__\n",__LINE__);

	//将套接字设置为被动监听状态
	if(listen(sfd,128) <0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success __%d__\n",__LINE__);

	//阻塞等待客户端连接成功,从已完成连接的队列头中获取一个客户端信息,
	//生成一个新的文件描述符,这个新的文件描述符才是与客户端通信用的文件描述符
	struct sockaddr_in cin;                     //存储获取到的客户端的地址信息
	socklen_t addrlen = sizeof(cin);

	int newfd = -1;
	pid_t pid = 0;
	
	//accept(sfd,NULL,NULL);                    //不存储从已完成连接队列中获取到的客户端信息
	while(1){
		//父进程负责处理客户端连接事件
		newfd = accept(sfd,(struct sockaddr*)&cin,&addrlen);
		if(newfd <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("accept");
			return -1;
		}
		printf("client connect success,[%s,%d],newfd = %d__%d__\n",\
				inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd,__LINE__);
		

		//能运行到这个位置,代表有客户连接成功,此时有需要才创建子进程,负责与客户端交互
		pid = fork();
		if(0 == pid){
			close(sfd);			//sfd对于子进程无用,关闭
			deal_cli_msg(newfd, cin);
			exit(8);			//子进程只能负责与客户端交互,当客户端退出时子进程也需要结束
		}
		close(newfd);
		//wait(NULL);                           //阻塞函数,阻塞等待任意子进程退出,若回收成功,则返回回收到的子进程pid号
		                                        //若没有子进程,则wait函数运行失败,返回值-1
		//waitpid(-1, NULL, 0);                 //wait(NULL)功能完全一致
		//waitpid(-1, NULL, WNOHANG);             //非阻塞方式回收任意子进程								
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

int deal_cli_msg(int newfd, struct sockaddr_in cin)
{
	char buf[128] = "";
	ssize_t res = 0;
	int len =0;
	while(1){
		bzero(buf,sizeof(buf));     //memset(buf, 0, sizeof(buf));
		//收内容
		res = recv(newfd, buf, sizeof(buf), 0);
		if(res <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("recv");
			return -1;
		}
		else if(0 ==res){
			printf("client [%s,%d]  offline __%d__\n",\
					inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),__LINE__);
			break;
		}

		printf("[%s,%d] newfd = %d:%s\n",\
				inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd,buf);

		//发
		strcat(buf,"*_*");
		res = send(newfd, buf, sizeof(buf),0);
		if(res <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("send");
			return -1;
		}
		printf("send success,__%d__\n",__LINE__);
	}
	return 0;
}
	

多线程并发服务器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>

#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.124.116"

void* deal_cli_msg(void *arg);

struct Climsg{
	int newfd;
	struct sockaddr_in cin;
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建流式套接字
	int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sfd <0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("socket");
		return -1;
	}
	printf("socket success__%d__\n",__LINE__);
	
	//允许端口快速重用
	int reuse =1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse))<0){
		fprintf(stderr, "__%d__",__LINE__);
		perror("setsockopt");
		return -1;
	}
	printf("reuseaddr success__%d__\n",__LINE__);

	//若从命令行传入端口号,则是用传入的端口号,没有传入则使用宏定义的端口号
	int port = argc>=2?atoi(argv[1]):SER_PORT;

	//填充服务器的地址信息结构体,给bind函数使用
	//真实的地址信息结构体根据地址族来指定的 AF_INET:man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;                  //必须填AF_INET
	sin.sin_port   = htons(port);              //端口号的网络字节序,1024~49151
	sin.sin_addr.s_addr   = inet_addr(SER_IP); //ifconfig查看本机IP
                                               //127.0.0.1:本地环回IP,只能做本机通信的IP
											   //0.0.0.0:代表运行环境中所有可用IP

	//绑定服务器自身的地址信息
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))<0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success __%d__\n",__LINE__);

	//将套接字设置为被动监听状态
	if(listen(sfd,128) <0){
		fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
		perror("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success __%d__\n",__LINE__);

	//阻塞等待客户端连接成功,从已完成连接的队列头中获取一个客户端信息,
	//生成一个新的文件描述符,这个新的文件描述符才是与客户端通信用的文件描述符
	struct sockaddr_in cin;                     //存储获取到的客户端的地址信息
	socklen_t addrlen = sizeof(cin);

	pthread_t tid;              //存储线程tid号
	struct Climsg pcli;
	int newfd;
	while(1){
		//主线程只负责客户端的连接
		//accept函数运行的时候会预先从小到大选择一个可用的文件描述符	
		//当有客户端连接成功后,会直接返回预先选择的文件描述符
		newfd = accept(sfd,(struct sockaddr*)&cin,&addrlen);
		if(newfd <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("accept");
			return -1;
		}
		printf("client connect success,[%s,%d],newfd = %d__%d__\n",\
				inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd,__LINE__);
		
		//能运行到这个位置,代表客户端连接成功了
		//需要创造一个分支线程,专门用于与客户端进行交互(recv/send)
		pcli.newfd = newfd;
		pcli.cin = cin;
		
		pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, (void*)&pcli);
		pthread_detach(tid);    //分离线程,分支线程退出后自动回收资源
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

void* deal_cli_msg(void *arg)
{
	int newfd = ((struct Climsg*)arg)->newfd;
	struct sockaddr_in cin = ((struct Climsg*)arg)->cin;
	
	char buf[128] = "";
	ssize_t res = 0;
	while(1){
		bzero(buf,sizeof(buf));     //memset(buf, 0, sizeof(buf));
		//收内容
		res = recv(newfd, buf, sizeof(buf), 0);
		if(res <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("recv");
			break;
		}
		else if(0 ==res){
			printf("client [%s,%d]  offline __%d__\n",\
					inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),__LINE__);
			break;
		}

		printf("[%s,%d] newfd = %d:%s\n",\
				inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd,buf);

		//发
		strcat(buf,"*_*");
		res = send(newfd, buf, sizeof(buf),0);
		if(res <0){
			fprintf(stderr,"__%d__",__LINE__);
			perror("send");
			break;
		}
		printf("send success,__%d__\n",__LINE__);
	}
	close(newfd);
	pthread_exit(NULL);
}
	

IO多路复用——select

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>

#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.124.116"

#define ERR_MSG(msg)   do{\
	fprintf(stderr, "__%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0)
	
int deal_keybraod_msg(fd_set readfds)
{
	char buf[128];
	fgets(buf, sizeof(buf),stdin);
	buf[strlen(buf)-1] = '\0';
	printf("buf = %s __%d__\n", buf, __LINE__);
	
	return 0;
}

int deal_cliConnect(int sfd, struct sockaddr_in sin1[], fd_set *prdfds, int *pmaxfd)
{
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t addrlen = sizeof(cin);
	int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
	if(newfd <0){
		ERR_MSG("accept");
		return -1;
	}
	printf("client connect success,[%s:%d] newfd = %d__%d__\n",\
					inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port), newfd,__LINE__);
	sin1[newfd] = cin;
	//将newfd放入集合中,用select进行检测
	FD_SET(newfd, prdfds);
				
	*pmaxfd = *pmaxfd>=newfd? *pmaxfd:newfd;
	
	return 0;
}

int deal_cliRecvSend(int i, struct sockaddr_in sin2[], fd_set *prdfds, int *pmaxfd)
{
	char buf[128]="";
	ssize_t res;
	
	bzero(buf,sizeof(buf));     //memset(buf, 0, sizeof(buf));
	//收内容
	res = recv(i, buf, sizeof(buf), 0);
	if(res <0){
		ERR_MSG("recv");
		return -1;
	}
	else if(0 ==res){
		printf("client [%s,%d]  offline __%d__\n",\
			inet_ntoa(sin2[i].sin_addr),ntohs(sin2[i].sin_port),__LINE__);
		close(i);//关闭文件描述符
		FD_CLR(i, prdfds);//将文件描述符从集合中剔除
						
		//更新maxfd--->从大到小判断文件描述符是否在集合中
		for( ;FD_ISSET(*pmaxfd,prdfds) ==0 && (*pmaxfd)>0 ;(*pmaxfd)--);
		return 0;
	}				
	printf("[%s,%d] newfd = %d:%s\n",\
			inet_ntoa(sin2[i].sin_addr),ntohs(sin2[i].sin_port),i,buf);

	//发
	strcat(buf,"*_*");
	res = send(i, buf, sizeof(buf),0);
	if(res <0){
		ERR_MSG("sned");
		return -1;
	}
	printf("send success,__%d__\n",__LINE__);
	return 0;
}
	
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建流式套接字
	int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(sfd <0){
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("socket success__%d__\n",__LINE__);
	
	//允许端口快速重用
	int reuse =1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse))<0){
		ERR_MSG("setsockopt");
		return -1;
	}
	printf("reuseaddr success__%d__\n",__LINE__);

	//若从命令行传入端口号,则是用传入的端口号,没有传入则使用宏定义的端口号
	int port = argc>=2?atoi(argv[1]):SER_PORT;

	//填充服务器的地址信息结构体,给bind函数使用
	//真实的地址信息结构体根据地址族来指定的 AF_INET:man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family = AF_INET;                  //必须填AF_INET
	sin.sin_port   = htons(port);              //端口号的网络字节序,1024~49151
	sin.sin_addr.s_addr   = inet_addr(SER_IP); //ifconfig查看本机IP
                                               //127.0.0.1:本地环回IP,只能做本机通信的IP
											   //0.0.0.0:代表运行环境中所有可用IP

	//绑定服务器自身的地址信息
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))<0){
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success __%d__\n",__LINE__);

	//将套接字设置为被动监听状态
	if(listen(sfd,128) <0){
		ERR_MSG("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success __%d__\n",__LINE__);

	/*
	*fd_set类型本质上是:,
	typedef struct
	{
	long fds_bits[N];
	}fd_set;
	*所以定义局部变量后,若不初始化,则是随机值
	*有可能会随机到有效的,但是不需要监测的文件描述符,导致程序bug
	*所以 fd_set定义的集合变量必须清空
	*/
	
	//创建读集合
	//-->fd_set本质上是一个结构体,其中只有一个整形数组
	//若不清空,会是一堆随机值,有可能会随机到有效的文件描述符
	//但是该有效文件描述符编号不用监测,从而导致select异常解除阻塞
	fd_set rdfds,tempfds;
	FD_ZERO(&rdfds);       //清空集合
	FD_ZERO(&tempfds);
	
	//将需要的文件描述符添加到集合中
	FD_SET(0, &rdfds);
	FD_SET(sfd, &rdfds);
	
	int maxfd = sfd; //集合中最大的文件描述符
	
	int newfd =-1;
	int s_res = -1;
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t addrlen = sizeof(cin);
	while(1){
		tempfds = rdfds;
		//调用select函数,让内核检测集合中的文件描述符是否准备就绪
		s_res = select( maxfd+1, &tempfds, NULL, NULL, NULL);
		if(s_res <0){
			ERR_MSG("select");
			return -1;
		}
		else if (0 == s_res){
			printf("time out ...");
			break;
		}
		printf("__%d__\n",__LINE__);
		
		//能运行到这个位置,则代表集合中有文件描述符准备就绪
		//需要判断是集合中的哪个文件描述符准备就绪,走对应的处理函数
		//select解除阻塞后,集合中会只剩下产生时间的文件描述符
		//例如:0号准备就绪,则集合中会只剩下0号文件描述符
		//sfd准备就绪,则集合中会只剩下sfd
		//0和sfd同时准备就绪,则集合中会剩下0和sfd
		//所以,只需要判断集合中剩下哪个文件描述符,就代表哪个文件描述符准备就绪
	
		for(int i=0;i<=maxfd;i++){
			if(FD_ISSET(i, &tempfds) ==0)
				continue;                        //即i代表的文件描述符是否在集合中      
			
			if(0 == i){
				printf("触发键盘输入事件__%d__\n",__LINE__);
				deal_keybraod_msg(rdfds);
			}
			
			//判断sfd是否准备就绪
			else if(sfd == i){
				printf("触发客户端连接事件 __%d__\n",__LINE__);
				deal_cliConnect(sfd, &cin, &rdfds, &maxfd);
			}
			
			//判断newfd是否准备就绪
			else {
					printf("触发客户端交互事件__%d__\n",__LINE__);
					deal_cliRecvSend(i, &cin, &rdfds, &maxfd);
			}	
		}
	}
	if(close(sfd) <0){
		ERR_MSG("close");
		return -1;
	}
	return 0;
}

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