Linux网络编程服务器模型选择之循环服务器

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在网络程序里面，通常都是一个服务器处理多个客户机，为了出个多个客户机的请求，服务器端的程序有不同的处理方式。本节开始介绍Linux下套接字编程的服务器模型选择，主要包括循环服务器模型、并发服务器模型、IO复用服务器模型等，这也是我们常见的几种网络服务器模型。其中基本可以分为两大类，

1. 循环服务器：循环服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求，是比较简单的一种模型；

2. 并发服务器：并发服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求，这里面又有很多分类，接下来会逐步介绍；

循环服务器模型

循环服务器是指对于客户端的请求和连接，服务器逐个进行处理，处理完一个连接后再处理下一个连接，属于串行处理方式，结构比较简单。该模型的算法过程如下：

/* UDP循环服务器模型 */ socket(); bind(); while(true)
{

   recvfrom(); process(); sendto(); 
} close();

/* TCP循环服务器模型 */ socket(); bind(); listen(); while(true) 
{ accept(); while(true) { recv(); process(); send(); } close(); 
}

从上面的的流程可以看出，TCP循环服务器比UDP循环服务器多了一个accept的过程，这也是TCP和UDP套接字编程的主要区别。TCP服务器在accept出等待客户端的到来，因为accept函数是阻塞的，因此TCP服务器会在此等待（对accept函数的不同处理是区分各类服务器的一个重要参考依据）。相应地，UDP会在recvfrom阻塞，并等待客户端的连接。

一个循环服务器的例子

下面给出一个简单的循环服务器样子，模拟服务器对外提供时间服务器，等待客户端到来，并返回给客户端服务器的当前时间。

UDP循环服务器

/** UDP循环服务器--server端程序**/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12345
int main(int argc, char *argv[])
{
   int s;    //服务器套接字文件描述符
   struct sockaddr_in local, to;    //本地地址
   time_t now;        //时间
   char buff[BUFFLEN];//收发数据缓冲区
   int n = 0;
   int len = sizeof(to);
   
   //建立UDP套接字
   s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
   
   //初始化地址
   memset(&local, 0, sizeof(local));
   local.sin_family = AF_INET;//AF_INET协议族
   local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意本地地址
   local.sin_port = htons(SERVER_PORT);//服务器端口
   
   //将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口
   int err = bind(s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
   
   //主处理过程
   while(1)
   {
       memset(buff, 0, BUFFLEN);
       n = recvfrom(s, buff, BUFFLEN,0,(struct sockaddr*)&to, &len);//接收发送方数据
       if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4))//判断是否合法接收数据
       {
           printf("Get One Client Connect\n");
           memset(buff, 0, BUFFLEN);
           now = time(NULL);
           sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
           sendto(s, buff, strlen(buff),0, (struct sockaddr*)&to, len);//发送数据
       }
   }
   close(s);
   
   return 0;        
}

/** UDP循环服务器--client端程序**/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12345
int main(int argc, char *argv[])
{
   int s;    //服务器套接字文件描述符
   struct sockaddr_in server;    //本地地址
   time_t now;         
   char buff[BUFFLEN]; 
   int n = 0;     
   int len = 0;    //地址长度
   
   //建立UDP套接字
   s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
   
   //初始化地址接 
   memset(&server, 0, sizeof(server));
   server.sin_family = AF_INET;//AF_INET协议族
   server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意本地地址
   server.sin_port = htons(SERVER_PORT);//服务器端口
   
   memset(buff, 0, BUFFLEN); 
   strcpy(buff, "TIME"); 
   //发送数据
   sendto(s, buff, strlen(buff), 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server));
   memset(buff, 0, BUFFLEN);
   //接收数据
   len = sizeof(server);
   n = recvfrom(s, buff, BUFFLEN, 0, (struct sockaddr*)&server, &len);
   if(n >0)
       printf("TIME:%s",buff);    
   
   close(s);
   
   return 0;        
}

TCP循环服务器

/** TCP循环服务器--server端程序**/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12346
#define BACKLOG 5
int main(int argc, char *argv[])
{
   int s_s, s_c;    /*服务器套接字文件描述符*/
   struct sockaddr_in local, from;    /*本地地址*/
   time_t now;        
   char buff[BUFFLEN];
   int n = 0;
   int len = sizeof(from);
   
   /*建立TCP套接字*/
   s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
   
   /*初始化地址*/
   memset(&local, 0, sizeof(local));
   local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
   local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
   local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/
   
   /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
   int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
   err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/
   
   /*主处理过程*/
   while(1)
   {
       /*接收客户端连接*/
       s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);
       memset(buff, 0, BUFFLEN);
       n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0);/*接收发送方数据*/
       if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4))/*判断是否合法接收数据*/
       {
           memset(buff, 0, BUFFLEN);
           now = time(NULL);
           sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
           send(s_c, buff, strlen(buff),0);/*发送数据*/
       }
       close(s_c);
   }
   close(s_s);
   
   return 0;        
}
　

/**TCP循环服务器--client端程序**/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12346
int main(int argc, char *argv[])
{int s;    /*服务器套接字文件描述符*/struct sockaddr_in server;    /*本地地址*/char buff[BUFFLEN];int n = 0;    /*建立TCP套接字*/s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*初始化地址*/memset(&server, 0, sizeof(server));server.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/server.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/    /*连接服务器*/int err = connect(s, (struct sockaddr*)&server,sizeof(server));memset(buff, 0, BUFFLEN);strcpy(buff, "TIME");/*发送数据*/send(s, buff, strlen(buff), 0);memset(buff, 0, BUFFLEN);/*接收数据*/    n = recv(s, buff, BUFFLEN, 0);if(n >0){printf("TIME:%s",buff);    }close(s);return 0;        
}