Linux网络编程使用多进程实现服务器并发访问
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采用多进程的方式实现服务器的并发访问的经典范例。
程序实现功能：
1.客户端从标准输入读入一行文字，发送到服务器.
2.服务器接收到客户端发来的文字后，原样返回给客户端.
3.客户端接收到服务器的发来的文字后，输出到标准输出，然后继续以上步骤。
服务器端过程：建立好监听套接字后，等待客户端的连接，接收到一个连接后，创建一个子进程来与客户端进行通信，主进程则继续等待其他客户端的连接。代码如下：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#define SERV_PORT 1113
#define LISTENQ 32
#define MAXLINE 1024
/***连接处理函数***/
void str_echo(int fd);
int
main(int argc, char *argv[]){
int listenfd,connfd;
pid_t childpid;
socklen_t clilen;
struct sockaddr_in servaddr;
struct sockaddr_in cliaddr;
if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构*/
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
/* 捆绑listenfd描述符 */
if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听listenfd描述符*/
if(listen(listenfd,5)==-1){
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
for ( ; ; ) {
clilen = sizeof(cliaddr);
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
if((connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)(&cliaddr),&clilen))==-1){
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
//有客户端建立了连接后
if ( (childpid = fork()) == 0) { /*子进程*/
close(listenfd); /* 关闭监听套接字*/
str_echo(connfd); /*处理该客户端的请求*/
exit (0);
}
close(connfd);/*父进程关闭连接套接字，继续等待其他连接的到来*/
}
}
void str_echo(int sockfd){
ssize_t n;
char buf[MAXLINE];
again:
while ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) > 0)
write(sockfd, buf, n);
if (n < 0 && errno == EINTR)//被中断，重入
goto again;
else if (n < 0){//出错
fprintf(stderr,"read error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
}
客户端过程：创建连接套接字，主动向服务器发起连接请求，建立连接后，等待标准输入，输入完成后，将输入的内容发送给服务器，接着接收服务器发送过来的内容，并将接收到的内容输出到标准输出。代码如下：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#define SERV_PORT 1113
#define MAXLINE 1024
void str_cli(FILE *fp, int sockfd);
int
main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if (argc != 2){
fprintf(stderr,"usage: tcpcli <IPaddress>\n\a");
exit(0);
}
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料*/
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){
fprintf(stderr,"inet_pton Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序发起连接请求*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
str_cli(stdin, sockfd); /* do it all */
exit(0);
}
void
str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
int nbytes=0;
char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];
while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL){//从标准输入中读取一行
write(sockfd, sendline, strlen(sendline));//将该行发送给服务器
if ((nbytes=read(sockfd, recvline, MAXLINE)) == 0){//从sockfd读取从服务器发来的数据
fprintf(stderr,"str_cli: server terminated prematurely\n");
exit(1);
}
recvline[nbytes]='\0';
fputs(recvline, stdout);
}
}
运行结果：
1.首先启动服务器端程序。
viidiot@ubuntu$ ./dissrv &(在后台运行)
2.启动一个客户端
viidiot@ubuntu$ ./discli 127.0.0.1
hello，world！（客户端输入的内容）
hello，world！（服务器端返回的内容）
3.输入命令netstat -at查看tcp的连接情况，可以发现服务器端与客户端已经建立起了一个连接，而服务器的主进程则仍然在1113端口监听，等待连接其他连接的到来。
viidiot@ubuntu$ netstat –at
tcp 0 0 *:1113 *:* LISTEN
tcp 0 0 localhost.localdom:1113 localhost.localdo:57430 ESTABLISHED
tcp 0 0 localhost.localdo:57430 localhost.localdom:1113 ESTABLISHED
客户端输入EOF结束通信。
但是当我们开启多个客户端连接到服务器进行通信，完了之后通过按EOF结束通信后，可以从后台发现一个有趣的事情，即出现了大量的僵尸进程。如下所示：
viidiot@ubuntu$ ps -a
PID TTY TIME CMD
19403 pts/1 00:00:00 dissrv
19405 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19423 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19434 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19441 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
造成大量僵尸进程的原因是，服务器子进程终止时，会发送一个SIGCHLD信号给父进程。但我们的代码中，并没有捕获该信号，而这个信号的默认动作是忽略，因此，为了避免僵尸进程的产生，我们需要捕获SIGCHLD来清楚僵尸进程。
程序实现功能：
1.客户端从标准输入读入一行文字，发送到服务器.
2.服务器接收到客户端发来的文字后，原样返回给客户端.
3.客户端接收到服务器的发来的文字后，输出到标准输出，然后继续以上步骤。
服务器端过程：建立好监听套接字后，等待客户端的连接，接收到一个连接后，创建一个子进程来与客户端进行通信，主进程则继续等待其他客户端的连接。代码如下：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#define SERV_PORT 1113
#define LISTENQ 32
#define MAXLINE 1024
/***连接处理函数***/
void str_echo(int fd);
int
main(int argc, char *argv[]){
int listenfd,connfd;
pid_t childpid;
socklen_t clilen;
struct sockaddr_in servaddr;
struct sockaddr_in cliaddr;
if((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 服务器端填充 sockaddr结构*/
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
/* 捆绑listenfd描述符 */
if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 监听listenfd描述符*/
if(listen(listenfd,5)==-1){
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
for ( ; ; ) {
clilen = sizeof(cliaddr);
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
if((connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)(&cliaddr),&clilen))==-1){
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
//有客户端建立了连接后
if ( (childpid = fork()) == 0) { /*子进程*/
close(listenfd); /* 关闭监听套接字*/
str_echo(connfd); /*处理该客户端的请求*/
exit (0);
}
close(connfd);/*父进程关闭连接套接字，继续等待其他连接的到来*/
}
}
void str_echo(int sockfd){
ssize_t n;
char buf[MAXLINE];
again:
while ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) > 0)
write(sockfd, buf, n);
if (n < 0 && errno == EINTR)//被中断，重入
goto again;
else if (n < 0){//出错
fprintf(stderr,"read error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
}
客户端过程：创建连接套接字，主动向服务器发起连接请求，建立连接后，等待标准输入，输入完成后，将输入的内容发送给服务器，接着接收服务器发送过来的内容，并将接收到的内容输出到标准输出。代码如下：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <netdb.h>
#define SERV_PORT 1113
#define MAXLINE 1024
void str_cli(FILE *fp, int sockfd);
int
main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if (argc != 2){
fprintf(stderr,"usage: tcpcli <IPaddress>\n\a");
exit(0);
}
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序填充服务端的资料*/
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_port=htons(SERV_PORT);
if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){
fprintf(stderr,"inet_pton Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
/* 客户程序发起连接请求*/
if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&servaddr),sizeof(struct sockaddr))==-1){
fprintf(stderr,"connect Error:%s\a\n",strerror(errno));
exit(1);
}
str_cli(stdin, sockfd); /* do it all */
exit(0);
}
void
str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
int nbytes=0;
char sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];
while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL){//从标准输入中读取一行
write(sockfd, sendline, strlen(sendline));//将该行发送给服务器
if ((nbytes=read(sockfd, recvline, MAXLINE)) == 0){//从sockfd读取从服务器发来的数据
fprintf(stderr,"str_cli: server terminated prematurely\n");
exit(1);
}
recvline[nbytes]='\0';
fputs(recvline, stdout);
}
}
运行结果：
1.首先启动服务器端程序。
viidiot@ubuntu$ ./dissrv &(在后台运行)
2.启动一个客户端
viidiot@ubuntu$ ./discli 127.0.0.1
hello，world！（客户端输入的内容）
hello，world！（服务器端返回的内容）
3.输入命令netstat -at查看tcp的连接情况，可以发现服务器端与客户端已经建立起了一个连接，而服务器的主进程则仍然在1113端口监听，等待连接其他连接的到来。
viidiot@ubuntu$ netstat –at
tcp 0 0 *:1113 *:* LISTEN
tcp 0 0 localhost.localdom:1113 localhost.localdo:57430 ESTABLISHED
tcp 0 0 localhost.localdo:57430 localhost.localdom:1113 ESTABLISHED
客户端输入EOF结束通信。
但是当我们开启多个客户端连接到服务器进行通信，完了之后通过按EOF结束通信后，可以从后台发现一个有趣的事情，即出现了大量的僵尸进程。如下所示：
viidiot@ubuntu$ ps -a
PID TTY TIME CMD
19403 pts/1 00:00:00 dissrv
19405 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19423 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19434 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
19441 pts/1 00:00:00 dissrv <defunct>
造成大量僵尸进程的原因是，服务器子进程终止时，会发送一个SIGCHLD信号给父进程。但我们的代码中，并没有捕获该信号，而这个信号的默认动作是忽略，因此，为了避免僵尸进程的产生，我们需要捕获SIGCHLD来清楚僵尸进程。
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