服务器只能处理一个客户端的请求,如何同时服务多个客户端呢?一个简单的方法就是使用fork来实现。网络服务器通常用fork来同时服务多个客户端,父进程专门负责监听端口,每次accept一个新的客户端连接就fork出一个子进程专门服务这个客户端。
由于子进程退出时会产生僵尸进程,父进程要注意处理SIGCHLD信号和调用wait清理僵尸进程
,最简单的办法就是直接忽略SIGCHLD信号。将僵尸进程交给init进程来领养,回收子进程退出状态和其他信息
。省去大量僵尸进程占用系统资源。
多进程并发
#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; //被动套接字(文件描述符),即只可以accept, 监听套接字
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应在socket和bind之后,而在accept之前
ERR_EXIT("listen error");
struct sockaddr_in peeraddr; //传出参数
socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr); //传入传出参数,必须有初始值
int conn; // 已连接套接字(变为主动套接字,即可以主动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)
{
// 子进程
close(listenfd);
do_service(conn);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
else
close(conn); //父进程
}
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) //客户端关闭了
{
printf("client close\n");
break;
}
else if (ret == -1)
ERR_EXIT("read error");
fputs(recvbuf, stdout);
write(conn, recvbuf, ret);
}
}
父子进程共享打开的文件描述符
,因为在子进程已经用不到监听描述符,故将其关闭,而连接描述符对父进程也没价值,将其关闭
。当某个客户端关闭,则read返回0,退出循环,子进程顺便exit
,但如果没有设置对SIGCHLD信号的忽略,则因为父进程还没退出,故子进程会变成僵尸进程。
如果不想忽略SIGCHLD信号,则必须在信号处理函数中调用wait处理,但这里需要注意的是wait只能等待第一个退出的子进程,所以这里需要使用waitpid。
多线程并发
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)
void echo_srv(int conn)
{
char recvbuf[1024];
while (1)
{
memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf));
if (ret == 0)
{
printf("client close\n");
break;
}
else if (ret == -1)
ERR_EXIT("read");
fputs(recvbuf, stdout);
write(conn, recvbuf, ret);
}
close(conn);
}
void *thread_routine(void *arg)
{
/* 主线程没有调用pthread_join等待线程退出 */
pthread_detach(pthread_self()); //剥离线程,避免产生僵线程
/*int conn = (int)arg;*/
int conn = *((int *)arg);
free(arg);
echo_srv(conn);
printf("exiting thread ...\n");
return NULL;
}
int main(void)
{
int listenfd;
if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
ERR_EXIT("socket");
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);
int on = 1;
if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
ERR_EXIT("setsockopt");
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
ERR_EXIT("bind");
if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)
ERR_EXIT("listen");
struct sockaddr_in peeraddr;
socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);
int conn;
while (1)
{
if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&peeraddr, &peerlen)) < 0)
ERR_EXIT("accept");
printf("ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));
pthread_t tid;
// int ret;
/*pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void*)&conn);*/ // race condition问题,竟态问题
int *p = malloc(sizeof(int));
*p = conn;
pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, p);
/*
if ((ret = pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void*)conn)) != 0) //64位系统时指针不是4个字节,不可移植
{
fprintf(stderr, "pthread_create:%s\n", strerror(ret));
exit(EXIT_FAILURE);
}
*/
}
一旦accept返回一个已连接套接字,就创建一个新线程对其服务,在每个新线程thread_routine 中调用pthread_detach剥离线程
,我们的主线程不能调用pthread_join等待
这些新线程的退出,因为还要返回while循环开头去在accept中阻塞监听。
如果使用pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void*)&conn);
存在的问题是如果accept再次返回一个已连接套接字,而此时thread_routine函数还没取走conn 时,可能会读取到已经被更改的conn值
。
如果使用pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, (void*)conn);
存在的问题是在64位系统中指针不是4个字节而是8个字节,即不可移植性。
使用上述未被注释的做法,pthread_create(&tid, NULL, thread_routine, p);
每次返回一个conn,就malloc一块内存存放起来
,在thread_routine函数中去读取即可。