linux-socket编程（三）

最新推荐文章于 2024-02-01 09:49:14 发布
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分类专栏： linux
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ab1605014317/article/details/105934414
版权

1：socket选项REUSEADDR的用法，地址重复利用

当你使用上一篇（linux-socket编程（二））的程序实现的时候,结果如下：

如果关闭服务器端。再打开的话会出现错误

产生的原因是：

可以使用REUSEADDR来解决。

服务器端尽可能使用REUSEADDR，在绑定之前尽可能使用setsockopt来设置REUSEADDR套接字选项，使用REUSEADDR选项可以使得不必等待xxx_WAIT状态消失就可以重启服务器。

在服务器端socket函数后面添加下面的函数，就可以解决上面的问题：

 int on = 1;
    // 确保time_wait状态下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0)
    {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

2：处理多客户连接（process-per-conection）

一个连接一个进程来处理并发，三个客户端连接的话，有四个进程，主进程专门来处理客户端连接问题，子进程用来处理通信过程。 服务器端有两种套接字，监听套接字和已连接套接字。而客户端只有已连接套接字。三个客户连接，就是一个监听套接字，三个已连接套接字。

修改后的服务器程序（客户端程序不需要修改）：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>


using namespace std;


#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

void do_service(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = read(connfd, recvbuf, sizeof recvbuf);
        //有关write和read返回值的问题，在下一篇博客有讲到。
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        } else if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("read");
        }
        fputs(recvbuf, stdout);
        write(connfd, recvbuf, ret);
    }

}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 创建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 确保time_wait状态下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0)
    {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 绑定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr*) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待连接请求状态
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允许连接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof peeraddr;


    // 6. 数据交换
    pid_t pid; //用来创建子进程
    while (1)
    {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1)
        {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        //子进程用来读取和输出客户端发送的数据，父进程用来监听不同的客户按连接
        //从而实现多客户连接
        if (pid == 0)   // 子进程
        {
            close(listenfd);
            do_service(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        else //父进程
        {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
    // 7. 断开连接
    close(listenfd);

    return 0;
}

3：点对点聊天程序实现（相当于qq两个人在聊天）：

解决的方式是通过创建子进程来处理。对于服务器来说父进程用来输出数据，子进程用来向客户端传输数据，就是把read和write函数分开。对于客户端来说：子进程用来读取数据，父进程用来向服务器传输数据。这样就实现了点对点的通信。

服务器程序

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>


using namespace std;

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);


void handler(int sig)
{
    printf("recv a sig = %d\n", sig);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 创建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 确保time_wait状态下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0)
    {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 绑定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr*) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待连接请求状态
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允许连接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof peeraddr;
    int connfd;
    if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
        ERR_EXIT("accept");
    }

    // 6. 数据交换
    pid_t pid;
    pid = fork();

    if (pid == -1)
    {
        ERR_EXIT("fork");
    }
    if (pid == 0)   // 子进程
    {
        signal(SIGUSR1, handler);   //用来保证当连接中断的时候子进程和父进程都关闭
        char sendbuf[1024];
        while (fgets(sendbuf, sizeof sendbuf, stdin) != NULL)
        {
            write(connfd, sendbuf, sizeof sendbuf);
            memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        }
        printf("child exit\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else
    {
        char recvbuf[1024];
        while (1)
        {
            memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
            int ret = read(connfd, recvbuf, sizeof recvbuf);
            if (ret == -1)
            {
                ERR_EXIT("read");
            }
            else if (ret == 0)
            {
                printf("peer close\n");
                break;
            }
            fputs(recvbuf, stdout);
        }
        printf("parent exit\n");
        kill(pid, SIGUSR1);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    // 7. 断开连接
    close(connfd);
    close(listenfd);



    return 0;
}

客户端程序：

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>


using namespace std;

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

void handler(int sig)
{
    printf("recv a sig = %d\n", sig);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 创建套接字
    int sockfd;
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    // 3. 请求链接
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("connect");
    }

    // 4. 数据交换
    char recvbuf[1024];
    char sendbuf[1024];
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == -1)
    {
        ERR_EXIT("fork");
    }
    if (pid == 0)
    {

        while (1)
        {
            int ret = read(sockfd, recvbuf, sizeof recvbuf);    // 服务器读取
            if (ret == 0)
            {
                printf("server close\n");
                break;
            } else if (ret == -1)
            {
                ERR_EXIT("read");
            }
            fputs(recvbuf, stdout); // 服务器返回数据输出
        }
        printf("child exit\n");
        kill(getppid(), SIGUSR1);
        //exit(EXIT_SUCCESS);
        close(sockfd);
    } else{
        signal(SIGUSR1, handler);
        while (fgets(sendbuf, sizeof sendbuf, stdin) != NULL)   // 键盘输入获取
        {
            write(sockfd, sendbuf, sizeof sendbuf); // 写入服务器
            // 清空
            memset(sendbuf, 0, sizeof sendbuf);
        }
        printf("parent exit\n");
       // exit(EXIT_SUCCESS);
        close(sockfd);

    }

    // 5. 断开连接
    close(sockfd);

    return 0;
}

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