UNIX TCP回射服务器/客户端（6）：进程池服务器

    《Unix网络编程》这本书附带了许多短小精美的小程序，我在阅读此书的时候，将书上的代码按照自己的理解重写了一遍（大部分是抄书上的），加深一下自己的理解（纯看书太困了，呵呵）。此例子在Ubuntu10.04上测试通过。

    PS：程序里使用了包裹函数（首字母是大写的函数）和常量（所有字母都是大写的常量）的声明在my_unp.h文件中，定义在unp_base.c和unp_thread.c中，地址：http://blog.csdn.net/aaa20090987/article/details/8096701

    程序简介：这是一个基本的线程池服务器模型。服务器启动时，先启动N个用于处理与客户端通信的子进程，主进程与每个子进程之间建立两条用于通信管道，并关闭各自不需要的端口。当一个客户端连接上服务器时(accept)，主进程就随机选择一个子进程，通过管理向其传递socket的描述符，与子进程来处理与客户端的通信，通信结束后，子进程通信管道向主进程报告通信结束。

上代码：

#include "my_unp.h"typedef struct{pid_t child_pid; //子进程的IDint child_pipefd; //子进程与父进程的通信管道int child_status; //子进程状态，0为准备好了long child_count; //子进程的处理号} Child;Child *cptr;static int  nchildren;ssize_t write_fd(int fd, void *ptr, size_t nbytes, int sendfd){struct msghdr msg;struct iovec iov[1];//保证cmsghdr和msg_control的对齐  union {struct cmsghdr cm;char    control[CMSG_SPACE(sizeof(int))];} control_un;struct cmsghdr *cmptr;//设置辅助缓冲区和长度 msg.msg_control = control_un.control;msg.msg_controllen = sizeof(control_un.control);//只需要一组附属数据就够了，直接通过CMSG_FIRSTHDR取得cmptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg);//设置必要的字段，数据和长度  cmptr->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(int));cmptr->cmsg_level = SOL_SOCKET;//指明发送的是描述符   cmptr->cmsg_type = SCM_RIGHTS;//把fd写入辅助数据中 *((int *) CMSG_DATA(cmptr)) = sendfd;//UDP才需要这个，直接为空msg.msg_name = NULL;msg.msg_namelen = 0;//设置数据缓冲区，实际上1个字节就够了 iov[0].iov_base = ptr;iov[0].iov_len = nbytes;msg.msg_iov = iov;msg.msg_iovlen = 1;//发送return sendmsg(fd, &msg, 0);}ssize_t read_fd(int fd, void *ptr, size_t nbytes, int *recvfd){struct msghdr msg;struct iovec iov[1];ssize_t   n;//保证cmsghdr和msg_control的对齐  union {struct cmsghdr cm;char    control[CMSG_SPACE(sizeof(int))];} control_un;struct cmsghdr *cmptr;//设置辅助数据缓冲区和长度   msg.msg_control = control_un.control;msg.msg_controllen = sizeof(control_un.control);//UDP才需要这个，直接为空msg.msg_name = NULL;msg.msg_namelen = 0;//设置数据缓冲区iov[0].iov_base = ptr;iov[0].iov_len = nbytes;msg.msg_iov = iov;msg.msg_iovlen = 1;//设置结束，开始接收   if ( (n = recvmsg(fd, &msg, 0)) <= 0)return(n);//检查一下返回结果if ( (cmptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg)) != NULL &&cmptr->cmsg_len == CMSG_LEN(sizeof(int)) ) {if (cmptr->cmsg_level != SOL_SOCKET)error_quit("control level != SOL_SOCKET");if (cmptr->cmsg_type != SCM_RIGHTS)error_quit("control type != SCM_RIGHTS");//终于拿到描述符了*recvfd = *((int *) CMSG_DATA(cmptr));} //出错，没有拿到描述符else*recvfd = -1;return n;}//接受来自客户端字符串，然后再原样返回void str_echo(int sockfd){ssize_t n;  char buf[MAXLINE];  again:  //从套接字中读取数据，写到buffer中去  //再将buffer中的数据写到套接字中去  while( (n=read(sockfd, buf, MAXLINE)) > 0 )  Writen(sockfd, buf, n); //由于信号中断，没写或读成功任何数据  if( n<0 && errno==EINTR )  goto again;  else if( n < 0 )  error_quit("str_echo: read error");  }//子进程的主要操作函数void child_main(int i, int listenfd, int addrlen){char c;int connfd;ssize_t n;printf("child %ld starting\n", (long) getpid());while(1){//当子进程没事干的时候，就阻塞在这里，等待父进程的调度n = read_fd(STDERR_FILENO, &c, 1, &connfd);if ( n < 0 )error_quit("read_fd error");if (connfd < 0)error_quit("no descriptor from read_fd");//处理客户请求str_echo(connfd);//关闭套接字Close(connfd);//向父进程发送信息，报告自己处于空闲状态，准备好接收新请求Write(STDERR_FILENO, "", 1);}}//产生子进程，并创建通信管道pid_t child_make(int i, int listenfd, int addrlen){int  sockfd[2];pid_t pid;//在创建子进程之前，创造一对未命名的、相互连接的UNIX域套接字Socketpair(AF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, sockfd);if ( (pid = Fork()) > 0) {//父进程关闭不需要管道端口//设置控制子进程的结构体数组Close(sockfd[1]);cptr[i].child_pid = pid;cptr[i].child_pipefd = sockfd[0];cptr[i].child_status = 0;return(pid);  /* parent */}//将子进程的标准错误重定向到套接字中Dup2(sockfd[1], STDERR_FILENO);//关闭不需要的端口Close(sockfd[0]);Close(sockfd[1]);Close(listenfd); //该函数从不会返回child_main(i, listenfd, addrlen);}int main(int argc, char **argv){int   listenfd, i, navail, maxfd, nsel, connfd, rc;ssize_t  n;fd_set  rset, masterset;socklen_t addrlen, clilen;struct sockaddr *cliaddr;struct sockaddr_in servaddr;  if( argc != 2 )error_quit("Using: server <child num>");//创建用于TCP协议的套接字   listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));  servaddr.sin_family = AF_INET;  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);  //把socket和socket地址结构联系起来    Bind(listenfd, (SA*)&servaddr, sizeof(servaddr));  //开始监听LISTENQ端口  Listen(listenfd, LISTENQ);  FD_ZERO(&masterset);FD_SET(listenfd, &masterset);maxfd = listenfd;cliaddr = Malloc( sizeof(addrlen) );nchildren = atoi(argv[1]);navail = nchildren;cptr = Calloc(nchildren, sizeof(Child));//创建子进程及其通信管理for (i = 0; i < nchildren; i++) {//父进程返回，子进程不返回child_make(i, listenfd, addrlen);//增加监听描述符到监听集合中FD_SET(cptr[i].child_pipefd, &masterset);//设置最大的监听描述符maxfd = max(maxfd, cptr[i].child_pipefd);}while(1){rset = masterset;//如果没有可用的子进程，就晳时关闭套接字（不accept）//将请求阻塞在内核中if (navail <= 0)FD_CLR(listenfd, &rset);nsel = Select(maxfd + 1, &rset, NULL, NULL, NULL);//如果套接字变成可读，就接收请求，//并找出第一个可用的子进程，传递描述符，让子进程处理请求if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) {//接收请求clilen = addrlen;connfd = Accept(listenfd, cliaddr, &clilen);//找出可用的子进程（这里负载不均衡，但对性能基本没影响）for (i = 0; i < nchildren; i++)if (cptr[i].child_status == 0)break;if (i == nchildren)error_quit("no available children");//更新该子进程的结构体cptr[i].child_status = 1;cptr[i].child_count++;navail--;//向子进程发出通知，让其处理请求请求n = write_fd(cptr[i].child_pipefd, "", 1, connfd);if( n < 0 )error_quit("write_fd error");Close(connfd);if (--nsel == 0)continue;}//子进程完成处理后，通知父进程更新结构for (i = 0; i < nchildren; i++){if (FD_ISSET(cptr[i].child_pipefd, &rset)) {if ( (n = Read(cptr[i].child_pipefd, &rc, 1)) == 0)error_quit("child %d terminated unexpectedly", i);cptr[i].child_status = 0;navail++;if (--nsel == 0)break;}}}return 0;}

与其配套的客户端在这里：http://blog.csdn.net/aaa20090987/article/details/8462262