Linux网络编程:TCP并发服务器实现

目录

1、前言

2、多进程代码实现

2.1 创建新的进程

2.2 客户端接收响应函数

2.3 僵尸进程处理

2.4 完整代码

2.5 代码测试  

3、多线程代码实现

3.1 创建新的线程 

3.2 线程函数定义

3.3 完整代码

3.4 代码测试

4、总结


1、前言

前面实现了基本的TCP编程,Linux网络编程:TCP编程实现-CSDN博客,但是存在多个客户端去连接同一个服务器的情况,这时之前编写的基础TCP服务器连接一个客户端后就无法再与其他客户端建立连接,这是就需要考虑并发设计。

2、多进程代码实现

2.1 创建新的进程

若返回的pid小于0,则创建失败退出;

若返回的pid等于0,则为子进程,关闭服务器绑定socket文件描述符;

若返回的pid大于0,则为父进程,关闭客户端绑定socket文件描述符。

if((pid = fork())<0)
{perror("accept");exit(0);
}
else if(pid == 0)
{close(fd);ClientHandle(newfd);exit(0);
}
else if(pid > 0)
{close(newfd);
}

2.2 客户端接收响应函数

每次创建子进程后进行客户端接收,读取客户端绑定socket文件描述符的buffer,随后进行关闭客户端绑定socket文件描述符。

void ClientHandle(int newfd)
{int ret;char buf[BUFSIZ] = {};//BUFSIZ 8142while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);ret = read(newfd,buf,BUFSIZ);if(ret < 0 ){perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)break;printf("buf = %s\n",buf);}close(newfd);
}

2.3 僵尸进程处理

 当客户端与服务器连接后,终止客户端进程后,服务器的子进程会变成僵尸进程,所以要进行僵尸进程的回收。

子进程终止时会向父进程发送SIGCHLD信号,告知父进程回收自己,但该信号的默认处理动作为忽略,因此父进程仍然不会去回收子进程,需要捕捉处理实现子进程的回收;

进行信号机制的绑定,进行子进程终止信号的接收

signal(SIGCHLD,SigHandle);

实现僵尸进程接收函数

void SigHandle(int sig)
{if(sig == SIGCHLD){printf("Client exited\n");wait(NULL);}
}

2.4 完整代码

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>#define BACKLOG 5
void SigHandle(int sig)
{if(sig == SIGCHLD){printf("Client exited\n");wait(NULL);}
}
void ClientHandle(int newfd);
int main(int argc,char *argv[])
{int fd,newfd;struct sockaddr_in addr,client_addr;socklen_t addrlen = sizeof(client_addr);signal(SIGCHLD,SigHandle);pid_t pid;if(argc < 3){printf("%s<addr><port>\n",argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0){fprintf(stderr,"Invalid address\n");exit(0);}/*地址快速重用*/int flag = 1,len = sizeof(int);if(setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&flag,len)==-1){perror("setsockopt");exit(1);}/*绑定通信结构体*/if(bind(fd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");exit(0);}/*设置套接字为侦听模式*/if(listen(fd,BACKLOG) == -1){perror("listen");exit(0);}while(1){/*接受客户端的连接请求,生成新的用于和客户端通信的套接字*/newfd = accept(fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);if(newfd < 0){perror("accept");exit(0);}printf("addr:%s port:%d\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr),ntohs(client_addr.sin_port));if((pid = fork())<0){perror("accept");exit(0);}else if(pid == 0){close(fd);ClientHandle(newfd);exit(0);}else if(pid > 0){close(newfd);}}close(fd);return 0;
}
void ClientHandle(int newfd)
{int ret;char buf[BUFSIZ] = {};//BUFSIZ 8142while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);ret = read(newfd,buf,BUFSIZ);if(ret < 0 ){perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)break;printf("buf = %s\n",buf);}close(newfd);
}

2.5 代码测试  

3、多线程代码实现

3.1 创建新的线程 

进行线程创建后进行线程分离 

pthread_create(&tid,NULL,ClientHandle,&newfd);
pthread_detach(tid);

3.2 线程函数定义

每次创建子进程后进行客户端接收,读取客户端绑定socket文件描述符的buffer,随后进行关闭客户端绑定socket文件描述符。 

void *ClientHandle(void *arg)
{int ret;char buf[BUFSIZ] = {};//BUFSIZ 8142int newfd = *(int *)arg;while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);ret = read(newfd,buf,BUFSIZ);if(ret < 0 ){perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)break;printf("buf = %s\n",buf);}printf("client exit\n");close(newfd);return NULL;
}

3.3 完整代码

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>#define BACKLOG 5
void *ClientHandle(void *arg);
int main(int argc,char *argv[])
{int fd,newfd;struct sockaddr_in addr,client_addr;pthread_t tid;socklen_t addrlen = sizeof(client_addr);if(argc < 3){printf("%s<addr><port>\n",argv[0]);exit(0);}/*创建套接字*/fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd < 0){perror("socket");exit(0);}addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(inet_aton(argv[1],&addr.sin_addr)==0){fprintf(stderr,"Invalid address\n");exit(0);}/*地址快速重用*/int flag = 1,len = sizeof(int);if(setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&flag,len)==-1){perror("setsockopt");exit(1);}/*绑定通信结构体*/if(bind(fd,(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr)) == -1){perror("bind");exit(0);}/*设置套接字为侦听模式*/if(listen(fd,BACKLOG) == -1){perror("listen");exit(0);}while(1){/*接受客户端的连接请求,生成新的用于和客户端通信的套接字*/newfd = accept(fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen);if(newfd < 0){perror("accept");exit(0);}printf("addr:%s port:%d\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr),ntohs(client_addr.sin_port));pthread_create(&tid,NULL,ClientHandle,&newfd);pthread_detach(tid);}close(fd);return 0;
}
void *ClientHandle(void *arg)
{int ret;char buf[BUFSIZ] = {};//BUFSIZ 8142int newfd = *(int *)arg;while(1){memset(buf,0,BUFSIZ);ret = read(newfd,buf,BUFSIZ);if(ret < 0 ){perror("read");exit(0);}else if(ret == 0)break;printf("buf = %s\n",buf);}printf("client exit\n");close(newfd);return NULL;
}

3.4 代码测试

4、总结

本文通过多进程和多线程技术进行的TCP并发服务器的实现,在多进程方式下,解决了僵尸进程的问题。 最后通过完成代码的编写并测试,成功实现了TCP并发服务器。

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