网络编程中需要考虑的一些情况

网络编程中需要考虑的一些情况

 

【摘要】

本文主要说明了一些网络编程需要考虑的一些情况。

【关键词】

网络编程

一、问题的提出

在网络编程中，经常有些情况没有考虑，这就对系统带来了隐患，所以需要列出一些需要考虑的一些情况。

二、解决思路

/**************服务器*******************************/

int main()

{

   int  listenfd, connfd;

   pid_t childpid;

   socklen_t  chilen;

   struct sockaddr_in  cliaddr, servaddr;

  

   listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

   bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

   servaddr.sin_family = AF_INET;

   servaddr.sin_addr.s_addr = htol(INADDR_ANY);

   Bind(listenfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));

   Listen(listenfd, LISTENQ);

  

   for(;;)

   {

      clilen = sizeof(cliaddr);

      connfd = Accept(listenfd, (SA *)&cliaddr, &clilen);

      if((clild=Fork()) == 0)

          {

             Close(listenfd);

             str_echo(connfd);

             exit(0);

          }

      Close(connfd);   

   }

}

 

void str_echo(int sockfd)

{

   ssize_t  n;

   char  buf[MAXLINE];

   again:

      while((n = read(sockfd, buf, MAXLINE))>0)

      {

          Writen(sockfd, buf, n)

      }

      if(n<0 && errno == EINTR)

          {

             goto again;

          }

      else if

          {

             err_sys("str_echo:read error");

          }  

}

/*********************客户端***********************/

int main(int argc, char **argv)

{

   int  sockfd;

   strcut sockaddr_in servaddr;

   if(argc != 2)

      {

          err_quit("usage:tcpcli");

      }

   sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

   bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));

   servaddr.sin_family = AF_INET;

   servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);

   Inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);

   Connect(sockfd, (SA *)&servaddr, sizeof(servaddr));

   str_cli(stdin, sockfd);

   exit(0);  

}

 

void str_cli(FILE *fp, int sockfd)

{

   char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];

  

   while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)

   {

      Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline));

      if(Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0)

          {

             err_quit("str_cli: server terminated prematurely");

          }

      Fputs(recvline, stdout);

   }

}

/**********************************************/

n         服务器没有处理僵死的子进程

需要在listen之后添加一个俘获SIGCHLD的信号处理函数，还处理僵死的子进程。

Signal(SIGCHLD, sig_chld);

 

Void sig_chld(int signo)

{

   Pid_t  pid;

   Int    stat;

  

   Pid  =  wait(&stat);

   Printf(”child %d terminated\n”, pid);

   Return;

}

SIGCHLID在服务器父进程阻塞于慢系统调用accept时有父进程捕获，内核于是致使accept返回ENINTR错误，而父进程不处理该错误，所以会被中止，需要修改上面的服务器代码。

for(;;)

{

   clilen = sizeof(cliaddr);

   if((connfd=accept(listenfd, (SA *)&cliaddr, &clilen))<0)

       {

          if(errno == EINTR)

              {

                 continue;

              }

          else

              {

                 err_sys("accept error");

              }  

       }

}

n         建立一个信号处理函数并在其中调用wait并不足以防止出现僵死进程

如果有5个信号都在信号处理函数之前产生，而信号处理函数只执行一次，因为UNIX信号一般是不排队的。正确的解决方法是调用waitpid而不是wait，在一个循环调用waitpid以获取已终止的子进程的状态，指定WNOHANG选项，告知waitpid在有尚未终止的子进程在运行时不要阻塞。

void sig_chld(int signo)

{

   pid_t pid;

   int stat;

  

   while((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG))>0)

   {

      printf("child %d terminated\n", pid);

   }

   return;

}

1)当fork子进程时，必须捕获SIGCHLD信号。

2）当捕获信号时，必须处理被中断的系统调用。

3）SIGCHLD的信号处理函数必须正确编写，应使用waitpid函数以免留下僵死进程。

n         accept返回前连接夭折

                  图 ESTABLISHED状态的连接在调用accept之前收到RST

Linux下accept返回前连接被夭折，accept不会返回错误，但是在使用accept返回的连接套接字时，调用它的函数会出错，需要对函数的返回值进行判断。

n         服务器进程终止

手动杀死服务器子进程，子进程中所有打开的描述符都被关闭。这就导致向客户发送一个FIN，而客户TCP则响应以一个ACK。但是问题在于：当FIN到达套接口时，客户正阻塞在fgets调用上。客户实际上在应对两个描述符――套接口和用户输入，它不能单纯阻塞在这两个源中某个特定源的输入上，而是应该阻塞在其中任何一个源的输入上，需要考虑使用select()函数，这样一旦杀死服务器子进程，客户就会立即被告知收到FIN。

void str_cli(FILE *fp, int sockfd)

{

   int maxfdp1;

   fd_set rset;

   char  sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];

  

   FD_ZERO(&rset);

   for(;;)

   {

      FD_SET(fileno(fp), &rset);

      FD_SET(sockfd, &rset);

      maxfdp1 = max(fileno(fp), sockfd) +1;

      Select(maxfdp1, &rset, NULL, NULL, NULL);

      if(FD_ISSET(sockfd, &rset))

          {

             if(Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0)

                 {

                    err_quit("str_cli:server terminated prematurely");

                 }

             Fputs(recvline, stdout);

          }

      if(FD_ISSET(fileno(fp), &rset))

          {

             if(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) == NULL)

             {

                 return;

             }

             Writen(sockfd, sendline, strlen(sednline));

          }  

   }

}

n         SIGPIPE信号的处理

如果客户不理会readline函数的返回的错误，反而写入更多的数据到服务器，例如，客户可能读取任何数据之前执行两次针对服务器的写操作，而RST是由其中的第一次写操作引发的。

void str_cli(FILE *fp, int sockfd)

{

   char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];

  

   while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)

   {

      Writen(sockfd, sendline, 1);

       Sleep(1);

Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline)-1);

      if(Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0)

          {

             err_quit("str_cli: server terminated prematurely");

          }

      Fputs(recvline, stdout);

   }

}

第一次写引发RST，第二次写产生SIGPIPE。

当一个进程向某个已经收到RST的套接口执行写操作时，内核向该进程发送一个SIGPIPE信号。该信号的缺省行为是终止进程，因此进程必须捕获它以免不情愿的被终止。

处理SIGPIPE的方法：如果没有特殊的事情要做，那么将信号处理办法设置为SIG_IGN，并假设后续的输出操作将捕获EPIPE错误并终止。如果信号出现是需要采取特殊措施，那么就必须捕获信号，以便在信号处理函数中执行所期望的动作。

n         服务器主动崩溃

当服务器主机崩溃时，已有的网络连接上发不出任何东西。客户键入一行文本，客户随后阻塞于readline调用，等待回射的响应。但是服务器是不会响应的，所以需要readline设置一个超时，来防止readline无限期的等待。上面的是客户主动向服务器发送数据时，才检测出它已经崩溃了，如果不主动向它发送数据也能检测出服务器主机崩溃，需要使用SO_KEEPALIVE套接口选项，该套接口保持连接检测对方主机是否崩溃，避免（服务器）永远阻塞于TCP连接的输入。

n         服务器主机崩溃后重启

启动服务器和用户，并在客户键入一行文本以确认连接已经建立；服务器主机崩溃并重启；在客户端键入一行文本，它将作为一个tcp数据分节发送到服务器主机；当服务器主机崩溃后重启是，它的tcp丢失了崩溃前的所有连接信息，因此服务器tcp对于所受到的来自客户的数据分节响应一个RST；当客户tcp收到RST时，客户正阻塞于readline调用，导致该调用返回ECONNREST错误。

n         服务器主用关机

系统关机是，init进程通常先给所有进程发送SIGTERM信号，再等待一段固定时间，然后给所有在运行的进程发送SIGKILL信号。如果服务器不捕获SIGTERM信号并终止，服务器将由SIGKILL信号终止。当服务器子进程终止时，它的所有打开的描述字都被关闭，随后就和”服务器进程终止”一样了。所以必须在客户中使用select函数，使得服务器进程的终止一经发生，客户就马上检查到。

三、总结

主要介绍了网络编程中需要考虑的一些情况。

四、效果评价

无。

五、推广建议

无。

参考资料

 

—— 完 ——