Socket通信中的多进程编程实例

来源：互联网发布：机械生命体网络编辑：程序博客网时间：2024/05/22 01:53

原文：http://www.cnblogs.com/jamiechu/archive/2012/12/08/2808165.html 点击打开链接

1 需求描述:

（1）Linux下编写。

（2）创建一个服务器、若干个客户端。

（3）用户可以通过客户端输入文字向服务器发送消息。

（4）服务器端接收到客户端发送的数据，将用户输入的内容在服务器上打印出来，并原样返回。

2 相关基础

2.1 套接字Socket通信编程

2.1.1 TCP/IP通信过程：

图2.1.1 TCP/IP通信过程

2.1.2 UDP通信过程：

图2.1.2 UDP通信过程

2.2 fork多进程编程

fork，在英语中意思是分叉的意思。Linux函数fork(void)被定义在#include<sys/types.h>中，调用成功时，返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程的ID，出错返回-1。子进程是父进程的副本，它将获得父进程的数据空间、堆、栈等资源的副本并且拥有自己独立的地址空间。

以下是一个fork的简单例子。

 1 #include<sys/types.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdio.h> 4 int main(int argc, char ** argv ) 5 { 6     int pid = fork(); 7     if (-1 == pid) 8     { 9         printf("error!");  //出错10     }11     else if(0 == pid )12     {13         printf("This is the child process!");  //子进程14     }15     else16     {17         printf("This is the parent process! child process id = %d",         pid);  //父进程，返回的是子进程的ID18     }19     return 0;20 }

3 设计

3.1 框架设计

图3.1 框架设计

本文使用TCP进行通信。

3.2 代码设计

套接口的通信一般使用read( )和write( )。这里使用send( )和recv( )，因为这一对函数可以更好地控制数据传输。

图3.2 代码设计

4 详细代码

4.1 服务器端代码

服务器端代码
  1 #include <sys/types.h>  2 #include <sys/socket.h>                         // 包含套接字函数库  3 #include <stdio.h>  4 #include <netinet/in.h>                         // 包含AF_INET相关结构  5 #include <arpa/inet.h>                      // 包含AF_INET相关操作的函数  6 #include <unistd.h>  7 #include<string.h>  8 #include<stdlib.h>  9 #include<fcntl.h> 10 #include<sys/shm.h> 11  12 #define MYPORT    8887   13 #define MYKEY   12345 14 #define SIZE    10240 15  16 int main() 17 {     18     char buf[100]; 19     memset(buf,0,100);    20     21     int server_sockfd,client_sockfd;    22     socklen_t server_len,client_len;    23     struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;    24     printf("\n======================server initialization======================\n");  25     server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); // 定义套接字类型    26     server_sockaddr.sin_family = AF_INET; 27     server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT); 28     server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  29     server_len = sizeof(server_sockaddr); 30     31     //允许重复使用本地地址和套接字绑定 32     int on = 1; 33     setsockopt(server_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on)); 34     35     //绑定端口 36     if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,server_len)==-1) 37     { 38         perror("bind"); 39         exit(1); 40     }    41     42     //监听端口 43     if(listen(server_sockfd,5) == -1) 44     { 45         perror("listen"); 46         exit(1);    47     } 48        49     client_len = sizeof(client_sockaddr);    50     pid_t ppid,pid; 51    52     while(1) 53     {   54         if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&client_len))==-1) 55         { 56              perror("accept error"); 57              exit(1); 58         } 59         else 60         { 61             send(client_sockfd,"You have connect Server!",strlen("You have connect Server!"),0); 62         } 63     64         printf("\n%s:%d Login server!\n\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port)); 65     66         ppid = fork();    //创建子进程 67     68         if(ppid == -1) 69         { 70             printf("fork 1 failed:"); 71         } 72         else if(ppid == 0)    //子进程用于接收客户端信息并发送 73         {            74             int recvbytes; 75             pid = fork();    //再次创建子进程 76              77             if(pid == -1) 78             { 79                 printf("fork 2 failed:"); 80                 exit(1); 81             } 82             else if(pid == 0) //子进程的子进程用于接收消息 83             {               84                 while(1) 85                 {           86                     bzero(buf,100); 87                     if((recvbytes = recv(client_sockfd,buf,100,0))==-1) 88                     { 89                         perror("read client_sockfd failed:"); 90                     } 91                     else if(recvbytes != 0) 92                     {                         93                         buf[recvbytes] = '\0'; 94                         usleep(10000); 95                         printf("%s:%d said:%s\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port), buf); 96  97                         //将客户端发送过来的消息发回给客户 98                         if(send(client_sockfd,buf,recvbytes,0)==-1){  99                             perror("send error");100                             break;101                         }102                     }103                 }104             }105             else if(pid>0)  //此时的id为子进程id 106             {    107 108             }    109         }110          else if(ppid>0)111         {             112             //总父进程中关闭client_sockfd(因为有另一个副本在子进程中运行了)返回等待接收消息113             close(client_sockfd);114         }    115     }116     return 0;117 }

4.2 客户端代码

 1 #include <stdio.h>  2 #include <stdlib.h>  3 #include <errno.h>  4 #include <string.h>  5 #include <sys/types.h>  6 #include <netinet/in.h>  7 #include <sys/socket.h>  8 #include <sys/wait.h>  9 #include<unistd.h> 10 #include <arpa/inet.h> 11 #define SERVER_PORT 8887 /* 客户机连接远程主机的端口 */ 12 #define MAXDATASIZE 100 /* 每次可以接收的最大字节 */ 13 #define SERVER_IP "192.168.11.8" /* 服务器的IP地址 */14 15 int main()16 { 17     int sockfd, numbytes; 18     char buf[MAXDATASIZE]; 19     struct sockaddr_in server_addr;20 21     printf("\n======================client initialization======================\n"); 22     if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 23     { 24         perror("socket"); 25         exit(1); 26     } 27     server_addr.sin_family = AF_INET; 28     server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); 29     server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);30     bzero(&(server_addr.sin_zero),sizeof(server_addr.sin_zero)); 31 32     if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)) == -1) 33     { 34         perror("connect");35         exit(1); 36     }37 38     //循环输入文字39     while(1)40     {        41         bzero(buf,MAXDATASIZE);42         printf("\nBegin receive...\n");43         if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)        44         { 45             perror("recv");46             exit(1); 47         }48         else if (numbytes > 0)        49         {50             int len, bytes_sent;51             buf[numbytes] = '\0';52             printf("Received: %s\n",buf);53             54             printf("Send:");55             char *msg;56             scanf("%s",msg);            57             len = strlen(msg);58 59             //发送至服务器60             if(send(sockfd,msg,len,0) == -1)61             { 62                 perror("send error");63             }64         }65         else66         {67             //numbytes=0，表示socket已断开68             printf("soket end!\n");69         }70         71     }72 73     close(sockfd); 74     return 0;75 } 

5 运行结果

　　Linux下进行编译：

　　　　gcc Server.c -o server

　　　　gcc Client.c -o client

运行结果

客户端1：

图5.1 客户端1运行结果

客户端2：

图5.2 客户端2运行结果

服务器端：

图5.3 服务器端运行结果

从上图中可以看到，服务器可以对两个客户端的消息进行相应。

6 总结

实例运行，初步达到预期的效果。不足之处：一个IP地址主机只能是一个客户端。在本机的虚拟机中运行时会出错。有时间再做个socket多线程通信实例，博文出自博客园：http://www.cnblogs.com/jamiechu/archive/2012/12/07/2808165.html 欢迎前来讨论。

疑问：示例中服务器fork 两次，生成2层的子进程，好像没有特别的需要，应该可以只fork一次。

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