Linux之并发进程服务器

服务器按处理方式可以分为迭代服务器和并发服务器两类。迭代服务器每次只能处理一个客户的请求，他实现简单但效率很低，通常这种服务器被称为迭代服务器。

然而在实际应用中，不可能让一个服务器长时间地为一个客户服务，而需要器具有同时处理多个客户请求的能力，这种同时可以处理多个客户请求的服务器称为并发服务器，其效率很高却实现复杂。

Linux系统主要提供3种方式支持并发: 进程，线程 以及 I/O多路复用。

1： 进程创建

#include <unistd.h>

pid_t  fork(void);

函数调用失败返回 -1 ，fork函数调用失败主要有两原因 ：系统中已经有太多的进程和改实际用户的ID进程超过系统的限制

函数会返回两次 ， 子进程ID和父进程ID。

fork调用后，父进程和子进程继续执行fork函数后的指令，是父进程还是子进程先执行是不确定的，这取决于系统内核所使用的调度算法。

fork有两个典型的应用：1 夫，子进程各自执行不同的程序段，这是非常典型的网络服务器。父进程等待客户端的服务请求。当这种请求到达时，父进程调用fork函数产生子进程，又子进程对该请求进行处理，父进程则继续等待下一个客户的服务请求。在这种情况下，父，子进程需要关闭各自不使用描述符。

2  每个进程要执行不同的程序。在这种情况下，子进程在从fork函数发回后立即调用exec函数执行其他程序。

pid_t vfork(void)；

和fork函数一样，不同vfork是完全共享创建，新老进程共享同样的资源，完全没有拷贝。当使用vfork函数创建新进程时，父进程将被暂时阻塞，而子进程则可以借用父进程的地址空间运行。这个奇特的状态持续到子进程推出或调用execve函数，至此父进程菜继续执行

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
	pid_t child_pid;
	int i=1;
	printf("the main program process ID is %d\n",(int)getpid() );
	child_pid = fork();
	if( 0 != child_pid  )
	{
		i= 0;
		printf("this is the parent process , with id %d and i= %d \n",(int)getpid(),i );
		printf("the child's process ID is %d\n",(int)child_pid );	
	}
	
	else
		printf("this is the child process , with ID= %d and i = %d\n",(int)getpid(), i);
	return 1;
}

2: 进程终止

#include<sys/wait.h>

pid_t wait(int *staloc);

wait（）会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。如果在调用wait（）时子进程已经结束，则wait（）会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status 返回，而子进程的进程识别码也会一起返回。如果不在意结束状态值，则参数status 可以设成NULL。子进程的结束状态值请参考下面的waitpid（）。

#include <sys/wait.h>

  #include <sys/type.h>

 pid_t waitpid( pid_t pid, int *statloc,int option )

waitpid()会暂时停止目前进程的执行,直到有信号来到或子进程

　　结束。如果在调用 waitpid()时子进程已经结束,则 waitpid()会立即

　　返回子进程结束状态值。 子进程的结束状态值会由参数 status 返回,

　　而子进程的进程识别码也会一起返回。如果不在意结束状态值,则

　　参数 status 可以设成 NULL。参数 pid 为欲等待的子进程识别码,

　　其他数值意义如下:

　　pid<-1 等待 进程组 识别码为 pid  绝对值 的任何子进程。

　　pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。

　　pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。

　　pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。

参数option让用户指定附加选项。最常用的选项是WHO_HANG,他通知内核在没有已终止子进程时不要阻塞。

　#include<stdlib.h>
　　#include<unistd.h>
　　#include<sys/types.h>
　　#include<sys/wait.h>
　　main()
　　{
	　　pid_t pid;
	　　int status,i;
	　　if(fork()= =0){
		　　printf(“This is the child process .pid =%d\n”，getpid());
		　　exit(5);
	　　}else{
	　　	   	sleep(1);
	           	printf(“This is the parent process ,wait for child...\n”)；
		　　	pid=wait(&status);
		　　	i=WEXITSTATUS(status);
		　　	printf(“child’s pid =%d .exit status=%d\n”，pid,i);
	　　}
　　}

下面是用多进程实现的服务器端实例：

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

#define PORT 1234
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 1000

void process(int connfd, struct sockaddr_in client);
int main()
{
	int listenfd,connfd;
	pid_t pid;
	struct sockaddr_in server;
	struct sockaddr_in client;
	if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ) == -1 )
	{
		printf("socket fail \n ");
		_exit(1);
	}

	setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,(const void *)SO_REUSEADDR,sizeof(SO_REUSEADDR) );
	bzero( (void *)&server,sizeof(server) );

	server.sin_family = AF_INET;
	server.sin_port = htons(PORT);
	server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);           //服务器可能有许多网卡，但是INADDR_ANY 设置默认网卡IP  也可设为172.16.1.166（本人pc机上的固定IP）

	if( bind( listenfd,(struct sockaddr *)&server ,sizeof(server) ) == -1 )
	{
		printf(" bind fail \n");
		_exit(1);
	}

	if( listen(listenfd, BACKLOG) < 0)
	{
		printf("listen fail  \n");
		_exit(1);
	}

	//-------------开始监听客户端-----------------------------------------------
	while(1)
	{
		//int len = sizeof(client);
		if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client, &(int){sizeof client}) ) == -1 )   //如果接受成功，那么client结构体将会存储远程主机的各种信息
		{
			printf("accept fail \n");
			_exit(1);
		}

		if( (pid = fork() ) < 0 )
		{
			printf("fork fail \n");
			_exit(1);
		}
		else if(pid == 0){
				close(connfd);      //必须关闭connfd，connfd再次用来接受下一个远程主机的信息
				process(connfd,client);       //子进程对请求进程处理，在process函数中处理，之前必须关闭套接字
			}
			else{
					close(connfd);    //如果是父进程 这关闭套接字。跳出if循环，继续监听下次请求
					continue;
				}
	}
}

void process(int connfd, struct sockaddr_in client)
{
	int num;
	char cli_name[MAXDATASIZE];
	char databuf[MAXDATASIZE];
	printf("get data from : %s", inet_ntoa( client.sin_addr) );
	
	if((num = recv(connfd, cli_name, MAXDATASIZE, 0) ) == 0 )
	{
		printf("client disconnected \n");
		return ;
	}
	cli_name[num-1] = '\0';
	printf("client name is %s \n", cli_name);

	while( num = recv(connfd, databuf, MAXDATASIZE, 0) )
	{
		databuf[num-1] = '\0';
		printf("get message from client : %s \n",databuf);
		send(connfd, databuf, strlen(databuf), 0);
	}
	return ;
	
}