linux网络编程 -- 服务器端的典型编程模型

 

近一年做了些linux服务端网络编程的项目，这里需要整理一下服务器端常见的编程模型。这片博文https://blog.youkuaiyun.com/qq_29108585/article/details/78177278  整理的思路比较清晰。另外，在经典书籍《Unix网络编程 卷1》第三版的第30章“客户/服务器程序设计范式”也对这方面做了比较完美的总结。

模型1： 同步阻塞迭代模型（或简称 迭代模式）

用一个进程处理客户端请求，总是在完成某个客户的请求之后才会转向下一个客户请求，这样的服务器程序非常少见。其伪代码大体如下：调用的api都是阻塞式。

socket();
bind();  
listen();  
for(;;){  
    clifd = accept(...); //开始接受客户端来的连接  
    read(clifd,buf,...);       //从客户端读取数据  
    dosomthingonbuf(buf);    
    write(clifd,buf)          //发送数据到客户端
    close();               //关闭当前客户端的连接  
}  

弊端：

1）如果没有客户端的连接请求，进程会长时间阻塞在accept系统调用处。

2）在与客户端建立好一条链路后，通过read系统调用从客户端接受数据，而客户端合适发送数据过来是不可控的。如果客户端迟迟不发生数据过来，则程序会阻塞在read调用，此时，如果另外的客户端来尝试连接时，都会失败。

3）write系统调用也会使得程序出现阻塞(例如：客户端接受数据异常缓慢，导致写缓冲区满，数据迟迟发送不出)。
 

模型2：多进程并发模型（为每个客户开辟一个子进程）

这种模型使得服务器能够同时为多个客户服务，每个进程一个客户。客户数目的唯一限制是 操作系统对当前用户能够拥有的子进程的最大数目。

缺点：为每个客户现场fork一个子进程比较耗费CPU时间，在20世纪80年代后期，一个繁忙的服务器每天也就处理几千个客户时，这点CPU时间是可以接受的。然而，web应用的爆发式增长改变了人们的态度。繁忙的web服务器每天需要处理百万计的客户。

大体代码结构： 一下代码来自《unix网络编程 卷 1》5.10章节，与第三十章的对应部分的代码类似，只不过下面的更简洁一些。

int listenfd, connfd;
pid_t childpid;

void sig_chld(int);//当接受到SIGCHLD(子进程结束)信号之后，执行的信号处理函数，处理僵尸子进程

listenfd = socket();

bind(listenfd,..);
listen(listenfd,..);

Signal(SIGCHLD,sig_chld);//绑定信号处理函数

for(; ; ;)
{
    conndf = accept(listenfd,...);//阻塞式

    if（childpid = Fork()) == 0)// child process
    {
        close(listenfd);   //close listening socket（这是从父进程复制过来的，要关掉）
        handle(connfd,...);//处理请求
    }
    close(connfd);   //父进程直接关闭connfd，以为connfd已经传递给子进程处理了
    

}

注意： 用这种方法时，不要忘记捕捉SIGCHLD信号，处理僵尸进程，防止占用多余的系统资源。上面例子的具体讲解可以看5.1--5.10章节。

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另外，30.6章节，给出了预先创建进程池来优化这种模型的方法，深入探讨可以参考相应的内容。

。。。待续