《TCP/IP网络编程》（第十章）多进程服务器端（2）

基于进程的并发服务器

我们将扩展之前的回声服务器，使其可以同时向多个客户端体提供服务，实现模型如下图所示

即每当有客户端向服务器请求服务时，服务器端都创建一个子进程为其提供服务，比如有5个客户端请求服务，则创建个5子进程。

通过fork()复制的文件描述符
下图是父进程调用fork()函数后的示意图

分割TCP的I/O程序
即客户端的父进程负责接收数据，额外创建的子进程负责发送数据，分割后互不干扰，这样无论客户端是否完成从服务器接收完数据，都可以进行发送，可以提高频繁交换数据的程序性能

服务器代码
扩展之前的回声服务器，使其可以同时向多个客户端体提供服务。

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> // POSIX标准定义的通用函数，如close()
#include <arpa/inet.h> // 提供inet相关的函数，如inet_addr()
#include <sys/socket.h> // 提供socket相关的函数和数据结构
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

#define BUFF_SIZE 30 //缓冲区大小
void error_handling(char* message);
void rea_childproc(int sig);

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    int serv_sock; // 服务器套接字
    int clnt_sock; // 客户端套接字
    struct sockaddr_in serv_addr; // 服务器地址结构
    struct sockaddr_in clnt_addr; // 客户端地址结构

    pid_t pid;
    socklen_t clnt_addr_size; // 客户端地址结构的大小
    struct sigaction act;
    char opinfor[BUFF_SIZE];
	int str_len,state;

    
    if(argc!=2)
    {
        printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1); 
    }

    act.sa_handler=rea_childproc;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags=0;
    sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    // 创建一个服务器套接字
    serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);//使用SOCK_STREAM创建TCP套接字
    if(serv_sock==-1) 
        error_handling("socket() error"); 

    // 初始化服务器地址结构
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family=AF_INET; // 地址族设置为IPv4
    serv_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // 服务器地址设置为任意
    serv_addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 设置监听端口为命令行参数指定的端口

    // 绑定套接字，调用bind()函数分配ip地址和端口号
    if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr))==-1)
        error_handling("bind() error"); 
    
    if(listen(serv_sock, 5)==-1) // 监听套接字，最多监听5个连接
        error_handling("listen() error");
    
    while(1){
        clnt_addr_size=sizeof(clnt_addr);
        clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
        if(clnt_sock==-1)
            error_handling("accept() error");
        else
            puts("New Client Connected...");
        pid=fork();
        if(pid==0){
            close(serv_sock);
            while((str_len=read(clnt_sock, opinfor, BUFF_SIZE))!=0)
                write(clnt_sock, opinfor, str_len);
            close(clnt_sock);
            printf("client disconnected...");
            return 0;
        }
        else
            close(clnt_sock);
            continue;
    }


    // 关闭客户端和服务器套接字
    close(serv_sock);
    
    return 0; 
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr); 
    fputc('\n', stderr); 
    exit(1); 
}

void rea_childproc(int sig)
{
    pid_t pid;
    int status;
    pid=waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    if(WIFEXITED(status))
        printf("Removed proc id: %d \n", pid);
}

客户端代码
分割了TCP的I/O程序的客户端

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <sys/socket.h> 

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message); 
void read_routline(int sock, char *buf);
void write_routline(int sock, char *buf);

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    int sock; // 客户端套接字
    pid_t pid;
    struct sockaddr_in serv_addr; // 服务器地址结构
    char message[BUF_SIZE]; // 用于存储从服务器接收的消息
    int str_len,i; // 读取的字节数

    
    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1); 
    }

    // 创建一个客户端套接字
    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == -1) 
        error_handling("socket() error"); 

    // 初始化服务器地址结构
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET; // 地址族设置为IPv4
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); // 设置服务器IP地址
    serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 设置服务器端口号

    // 发送连接请求
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
        error_handling("connect() error"); 
        else{
            printf("Connected ok\n");
        }
    
    pid=fork();
    if(pid==0){
        write_routline(sock,message);
    }else{
        read_routline(sock,message);
        close(sock);
        return 0;
    }

}


void error_handling(char* message){
    fputs(message, stderr); 
    fputc('\n', stderr); 
    exit(1); 
}

void write_routline(int sock, char *buf){
    while(1){
        fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
        if(!strcmp(buf,"q\n")||!strcmp(buf,"Q\n")){
            shutdown(sock, SHUT_WR);
            return;
        }
        write(sock, buf, strlen(buf));
        
    }
}

void read_routline(int sock, char *buf){
    while(1){
        int str_len=read(sock, buf, BUF_SIZE);
        if(str_len==0){
            return;
        }
        buf[str_len]=0;
        printf("Message from server:%s", buf);
    }
}

运行结果

可以同时为3个客户端提供回声服务。