嵌入式学习记录5.20（TCP并发服务器）

目录

一. TCP并发服务器

二 .多进程实现TCP并发服务器

2.1流程框架

2.2具体实现代码

三. 多线程实现并发服务器

3.1流程框架

3.2具体实现

一. TCP并发服务器

1> 由于循环服务器使用时，只能等到上一个客户端处理结束后，才能处理下一个客户端

2> 原因是：accept函数是阻塞函数，而数据收发也是阻塞任务，这两个任务目前是顺序执行，当一个任务阻塞时，另一个任务只能等待

3> 为了解决上述顺序执行的多个阻塞任务，让多个阻塞任务可以并发执行，我们可以引入多进程或多线程实现多任务并发执行

4> 多进行实现原理：父进程可以用于接受客户端的连接请求，并创建出一个子进程用于通信

子进程只负责完成跟客户端的通信

5> 多线程实现原理：主线程可以用于接受客户端的连接请求，并创建出一个分支线程用于通信

分支线程只负责完成跟客户端的通信

二 .多进程实现TCP并发服务器

2.1流程框架

//定义信号处理函数
void handler(int signo)
{if(signo == SIGCHLD){while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) != 0);    }
}//将SIGCHLD信号绑定到信号处理函数中
signal(SIGCHLD, handler);sfd = socket();           //创建用于通信的套接字文件描述符
bind();                      //绑定ip地址和端口号
listen();                 //将套接字设置成被动监听状态while(1)
{newfd = accept();             //阻塞等待客户端连接请求，并为其创建一个新的用于通信的套接字问津描述符pid = fork();             //创建子进程用于处理客户端if(pid > 0){//父进程close(newfd);    }elseif(pid == 0){//跟当前客户端进行通信close(sfd);           //关闭sfdrecv();              //阻塞读取消息send();              //发送消息close(newfd);                //关闭套接字exit();                 //退出进程}
}
close(sfd);                      //关闭监听

2.2具体实现代码

#include<myhead.h>
#define SER_PORT 8888              //服务器端口号
#define SER_IP "192.168.125.113"   //服务器ip地址//定义信号处理函数
void handler(int signo)
{//判断要处理的信号if(signo == SIGCHLD){while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) != 0);}
}int main(int argc, const char *argv[])
{//将子进程的SIGCHLD（17）信号//当子进程退出时，会向其父进程发送该信号if(signal(SIGCHLD, handler) == SIG_ERR){perror("signal error");return -1;}//1、为通信创建一个端点int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//参数1：说明使用的是ipv4通信域//参数2：说明使用的是TCP面向连接的通信方式//参数3：由于参数2中已经指定通信方式，填0即可if(sfd == -1){perror("socket error");return -1;}printf("socket success sfd = %d\n", sfd);   //3//调用端口号快速重用函数int reuse = 1;if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1){perror("setsockopt error");return -1;}//2、绑定ip和端口号//2.1 准备地址信息结构体struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;    //通信域sin.sin_port = htons(SER_PORT);    //端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);  //ip地址//2.2 绑定工作if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) ==-1){perror("bind error");return -1;}printf("bind success\n");//3、将套接字设置成被动监听状态if(listen(sfd, 128)==-1){perror("listen error");return -1;}printf("listen success\n");//4、阻塞等待客户端的连接//4.1 定义用于接受客户端信息的容器struct sockaddr_in cin;socklen_t addrlen = sizeof(cin);int newfd = -1;             //客户端套接字变量while(1){   //父进程newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);if(newfd == -1){perror("accept error");return -1;}printf("[%s:%d]:发来连接请求\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port));pid_t pid = fork();          //创建子进程if(pid > 0){//父进程体//关闭newfdclose(newfd);}else if(pid == 0){//关闭sfdclose(sfd);//5、与客户端进行相互通信char rbuf[128] = "";            //读取消息内容的容器while(1){//清空容器bzero(rbuf, sizeof(rbuf));//从套接字中读取数据//int res = read(newfd, rbuf, sizeof(rbuf));int res = recv(newfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);if(res == 0){printf("客户端已经下线\n");break;}//将读取的消息展示出来printf("[%s:%d]:%s\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), rbuf);//将收到的消息处理一下，回复给客户端strcat(rbuf, "*_*");//讲消息发送给客户端//write(newfd, rbuf, strlen(rbuf));send(newfd, rbuf, strlen(rbuf), 0);printf("发送成功\n");}//6、关闭套接字close(newfd);//退出子进程exit(EXIT_SUCCESS);}else{perror("fork error");return -1;}}close(sfd);return 0;
}

三.多线程实现并发服务器

3.1流程框架


//定义线程体函数
void *deal_cli_msg(void *arg)
{//跟当前客户端进行通信recv();              //阻塞读取消息send();              //发送消息close(newfd);                //关闭套接字pthread_exit(NULL);            //退出线程
}sfd = socket();           //创建用于通信的套接字文件描述符
bind();                      //绑定ip地址和端口号
listen();                 //将套接字设置成被动监听状态while(1)
{newfd = accept();             //阻塞等待客户端连接请求，并为其创建一个新的用于通信的套接字问津描述符pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, &info);         //创建分支线程用于跟客户端进行通信pthread_detach(tid);                      //将线程设置成分离态
}
close(sfd);                      //关闭监听

3.2具体实现代码

#include<myhead.h>
#define SER_PORT 8888              //服务器端口号
#define SER_IP "192.168.125.113"   //服务器ip地址//定义一个结构体类型，用于向线程体函数传递参数
struct Info
{int newfd; struct sockaddr_in cin;
};//定义线程体函数
void * deal_cli_msg(void *arg)
{//解析传递进来的数据int newfd = ((struct Info*)arg)->newfd;struct sockaddr_in cin = ((struct Info*)arg)->cin;//5、与客户端进行相互通信char rbuf[128] = "";            //读取消息内容的容器while(1){//清空容器bzero(rbuf, sizeof(rbuf));//从套接字中读取数据//int res = read(newfd, rbuf, sizeof(rbuf));int res = recv(newfd, rbuf, sizeof(rbuf), 0);if(res == 0){printf("客户端已经下线\n");break;}//将读取的消息展示出来printf("[%s:%d]:%s\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), rbuf);//将收到的消息处理一下，回复给客户端strcat(rbuf, "*_*");//讲消息发送给客户端//write(newfd, rbuf, strlen(rbuf));send(newfd, rbuf, strlen(rbuf), 0);printf("发送成功\n");}//6、关闭套接字close(newfd);//退出线程pthread_exit(NULL);}int main(int argc, const char *argv[])
{//1、为通信创建一个端点int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//参数1：说明使用的是ipv4通信域//参数2：说明使用的是TCP面向连接的通信方式//参数3：由于参数2中已经指定通信方式，填0即可if(sfd == -1){perror("socket error");return -1;}printf("socket success sfd = %d\n", sfd);   //3//2、绑定ip和端口号//2.1 准备地址信息结构体struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;    //通信域sin.sin_port = htons(SER_PORT);    //端口号sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);  //ip地址//2.2 绑定工作if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) ==-1){perror("bind error");return -1;}printf("bind success\n");//3、将套接字设置成被动监听状态if(listen(sfd, 128)==-1){perror("listen error");return -1;}printf("listen success\n");//4、阻塞等待客户端的连接//4.1 定义用于接受客户端信息的容器struct sockaddr_in cin;socklen_t addrlen = sizeof(cin);while(1){//accept函数会预选一个当前未分配的最小的文件描述符//即使在阻塞过程中，有更小的文件描述符产生，本次操作的文件描述符也不会更改了int newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);if(newfd == -1){perror("accept error");return -1;}printf("[%s:%d]:发来连接请求, newfd = %d\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), newfd);//定义要传递数据的结构体变量struct Info buf = {newfd, cin};//创建分支线程，用于通信pthread_t tid = -1;if(pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, &buf) == -1){printf("pthread_create error\n");return -1;}//将线程设置成分离态pthread_detach(tid);}close(sfd);return 0;
}

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