一、在前面講過的回射客戶/服務器程序中,服務器只能處理一個客戶端的請求,如何同時服務多個客戶端呢?在未講到select/poll/epoll等高級IO之前,比較老土的辦法是使用fork來實現。網絡服務器通常用fork來同時服務多個客戶端,父進程專門負責監聽端口,每次accept一個新的客戶端連接就fork出一個子進程專門服務這個客戶端。但是子進程退出時會產生殭屍進程,父進程要注意處理SIGCHLD信號和調用wait清理殭屍進程,最簡單的辦法就是直接忽略SIGCHLD信號。
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> File Name: echoser.c > Author: Simba > Mail: [email protected] > Created Time: Fri 01 Mar 2013 06:15:27 PM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<string.h> #include<signal.h> #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while (0) void do_service(int); int main(void) { signal(SIGCHLD, SIG_IGN); int listenfd; //被動套接字(文件描述符),即只可以accept, 監聽套接字 if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) // listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ERR_EXIT("socket error"); struct sockaddr_in servaddr; memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(5188); servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); */ /* inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); */ int on = 1; if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) ERR_EXIT("setsockopt error"); if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) ERR_EXIT("bind error"); if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) //listen應在socket和bind之後,而在accept之前 ERR_EXIT("listen error"); struct sockaddr_in peeraddr; //傳出參數 socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr); //傳入傳出參數,必須有初始值 int conn; // 已連接套接字(變爲主動套接字,即可以主動connect) pid_t pid; while (1) { if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen)) < 0) //3次握手完成的序列 ERR_EXIT("accept error"); printf("recv connect ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port)); pid = fork(); if (pid == -1) ERR_EXIT("fork error"); if (pid == 0) { // 子進程 close(listenfd); do_service(conn); exit(EXIT_SUCCESS); } else close(conn); //父進程 } return 0; } void do_service(int conn) { char recvbuf[1024]; while (1) { memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf)); int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf)); if (ret == 0) //客戶端關閉了 { printf("client close\n"); break; } else if (ret == -1) ERR_EXIT("read error"); fputs(recvbuf, stdout); write(conn, recvbuf, ret); } } |
上述程序利用了一點,就是父子進程共享打開的文件描述符,因爲在子進程已經用不到監聽描述符,故將其關閉,而連接描述符對父進程也沒價值,將其關閉。當某個客戶端關閉,則read 返回0,退出循環,子進程順便exit,但如果沒有設置對SIGCHLD信號的忽略,則因爲父進程還沒退出,故子進程會變成殭屍進程。
現在先運行server,再打開另外兩個終端,運行client(直接用回射客戶/服務器程序中的客戶端程序),可以看到server輸出如下:
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./echoser_fork
recv connect ip=127.0.0.1 port=46452
recv connect ip=127.0.0.1 port=46453
在另一個終端ps一下:
simba@ubuntu:~$ ps aux | grep echoser
simba 3300 0.0 0.0 2008 280 pts/0 S+ 22:10 0:00 ./echoser_fork
simba 3303 0.0 0.0 2008 60 pts/0 S+ 22:10 0:00 ./echoser_fork
simba 3305 0.0 0.0 2008 60 pts/0 S+ 22:10 0:00 ./echoser_fork
simba 3313 0.0 0.0 4392 836 pts/3 S+ 22:12 0:00 grep --color=auto echoser
simba@ubuntu:~$
發現共有3個進程,其中一個是父進程處於監聽中,另外兩個是子進程處於對客戶端服務中,現在ctrl+c 掉其中一個client,由上面的分析可知對應服務的子進程也會退出,而因爲我們設置了父進程對SIGCHLD信號進行忽略,故不會產生殭屍進程,輸出如下:
simba@ubuntu:~$ ps aux | grep echoser
simba 3300 0.0 0.0 2008 280 pts/0 S+ 22:10 0:00 ./echoser_fork
simba 3305 0.0 0.0 2008 60 pts/0 S+ 22:10 0:00 ./echoser_fork
simba 3321 0.0 0.0 4392 836 pts/3 S+ 22:13 0:00 grep --color=auto echoser
如果把29行代碼註釋掉,上述的情景輸出可能爲:
simba@ubuntu:~$ ps aux | grep echoser
simba 3125 0.0 0.0 2004 280 pts/0 S+ 21:38 0:00 ./echoser_fork
simba 3128 0.0 0.0 0 0 pts/0 Z+ 21:38 0:00 [echoser_fork] <defunct>
simba 3130 0.0 0.0 2004 60 pts/0 S+ 21:38 0:00 ./echoser_fork
simba 3141 0.0 0.0 4392 832 pts/3 S+ 21:40 0:00 grep --color=auto echoser
即子進程退出後變成了殭屍進程。
如果不想忽略SIGCHLD信號,則必須在信號處理函數中調用wait處理,但這裏需要注意的是wait只能等待第一個退出的子進程,所以這裏需要使用
waitpid。若當前只有一個子進程退出,則waitpid一次之後因爲其他子進程狀態尚未改變,故返回0退出循環;若幾個連接同時斷開,信號因爲不能排隊
而只接收到一個SIGCHLD信號,waitpid多次之後已經不存在子進程了,返回-1退出循環。如下所示:
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signal(SIGCHLD, handler);
..................... void handler(int sig) { /* wait(NULL); //只能等待第一個退出的子進程 */ while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0) ; } |
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二、在最基本的回射客戶/服務器程序中,服務器只能被動接收客戶端的信息,而不能主動發送信息給客戶端,如果我們想實現對等通信,即P2P,可以
在服務器程序用使用兩個進程,一個進程接收用戶的輸入併發送給客戶端,另一個進程被動接收客戶端的消息並打印出來,此進程當read 返回0 時得知
客戶端已經關閉需要退出進程,此時尚有另一個進程未退出,可以通過在退出前發送消息給它,在消息處理函數中退出。當然客戶端也必須使用雙進
程,原理與服務器程序相同。
下面貼出服務器端程序:
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> File Name: echoser.c > Author: Simba > Mail: [email protected] > Created Time: Fri 01 Mar 2013 06:15:27 PM CST ************************************************************************/ #include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<string.h> #include<signal.h> #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while (0) void handler(int sig) { printf("recv a sig=%d\n", sig); exit(EXIT_SUCCESS); } int main(void) { int listenfd; //被動套接字(文件描述符),即只可以accept if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) // listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0) ERR_EXIT("socket error"); struct sockaddr_in servaddr; memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(5188); servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); /* servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); */ /* inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); */ int on = 1; if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) ERR_EXIT("setsockopt error"); if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) ERR_EXIT("bind error"); if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) //listen應在socket和bind之後,而在accept之前 ERR_EXIT("listen error"); struct sockaddr_in peeraddr; //傳出參數 socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr); //傳入傳出參數,必須有初始值 int conn; // 已連接套接字(變爲主動套接字,即可以主動connect) if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen)) < 0) ERR_EXIT("accept error"); printf("recv connect ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port)); pid_t pid; pid = fork(); if (pid == -1) ERR_EXIT("fork error"); if (pid == 0) { signal(SIGUSR1, handler); char sendbuf[1024] = {0}; while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL) { write(conn, sendbuf, strlen(sendbuf)); memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf)); } exit(EXIT_SUCCESS); } else { char recvbuf[1024]; while (1) { memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf)); int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf)); if (ret == -1) ERR_EXIT("read error"); else if (ret == 0) { printf("peer close\n"); break; } fputs(recvbuf, stdout); } kill(pid, SIGUSR1); //父進程退出時發送信號給子進程 exit(EXIT_SUCCESS); } } |
客戶端程序與服務器端程序的改變差不多,就不貼了,這裏是使用父子進程來完成對等通信,即雙方都可以發送信息給對方,也可以接收對方的信息,
上面使用了kill 函數來發現自定義信號,如果子進程發送信號給父進程,可以使用getppid 函數得到父進程的id。輸出如下:
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./p2pser
recv connect ip=127.0.0.1 port=56404
fsafd //<< server 輸入
fds
^C
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./p2pcli
fsafd
fds //<< client 輸入
peer close
recv a sig=10
注意,ctrl+c 會將前臺進程組中的兩個進程都終止掉,即父子進程都打開了conn,只有兩個進程都close(conn),將file 的引用計數減爲0,纔會真正關
閉sockfs 文件,這樣client 其中一個進程才能read 返回0打印peer close,並發信號給另一個進程,在信號處理函數中退出。