linux网络编程之并发服务器的三种实现模型 (超级经典)

来源:互联网 发布:大数据新手视频 编辑:程序博客网 时间:2024/03/28 22:38

转载 : http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/45671215

服务器设计技术有很多,按使用的协议来分有 TCP 服务器和 UDP 服务器,按处理方式来分有循环服务器并发服务器


循环服务器与并发服务器模型

在网络程序里面,一般来说都是许多客户对应一个服务器(多对一),为了处理客户的请求,对服务端的程序就提出了特殊的要求。


目前最常用的服务器模型有:

·循环服务器:服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求

·并发服务器:服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求


UDP 循环服务器的实现方法

UDP 循环服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求 -> 处理 -> 然后将结果返回给客户机。


因为 UDP 是非面向连接的,没有一个客户端可以老是占住服务端。只要处理过程不是死循环,或者耗时不是很长,服务器对于每一个客户机的请求在某种程度上来说是能够满足。


UDP 循环服务器模型为

[objc] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. socket(...); // 创建套接字  
  2. bind(...);   // 绑定  
  3.   
  4. while(1)  
  5. {  
  6.     recvfrom(...); // 接收客户端的请求  
  7.     process(...);  // 处理请求  
  8.     sendto(...);   // 反馈处理结果  
  9. }  


示例代码如下:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>  
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <sys/socket.h>  
  6. #include <netinet/in.h>  
  7. #include <arpa/inet.h>  
  8.   
  9. int main(int argc, char *argv[])  
  10. {  
  11.     unsigned short port = 8080; // 本地端口  
  12.   
  13.     int sockfd;  
  14.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // 创建udp套接字  
  15.     if(sockfd < 0)  
  16.     {  
  17.         perror("socket");  
  18.         exit(-1);  
  19.     }  
  20.       
  21.     // 初始化本地网络信息  
  22.     struct sockaddr_in my_addr;  
  23.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));   // 清空  
  24.     my_addr.sin_family = AF_INET;       // IPv4  
  25.     my_addr.sin_port   = htons(port);   // 端口  
  26.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip  
  27.       
  28.     printf("Binding server to port %d\n", port);  
  29.       
  30.     // 绑定  
  31.     int err_log;  
  32.     err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));  
  33.     if(err_log != 0)  
  34.     {  
  35.         perror("bind");  
  36.         close(sockfd);        
  37.         exit(-1);  
  38.     }  
  39.       
  40.     printf("receive data...\n");  
  41.     while(1)  
  42.     {  
  43.         int recv_len;  
  44.         char recv_buf[512] = {0};  
  45.         struct sockaddr_in client_addr;  
  46.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";//INET_ADDRSTRLEN=16  
  47.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);  
  48.           
  49.         // 接收客户端数据  
  50.         recv_len = recvfrom(sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
  51.           
  52.         // 处理数据,这里只是把接收过来的数据打印  
  53.         inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  54.         printf("\nip:%s ,port:%d\n",cli_ip, ntohs(client_addr.sin_port)); // 客户端的ip  
  55.         printf("data(%d):%s\n",recv_len,recv_buf);  // 客户端的数据  
  56.           
  57.         // 反馈结果,这里把接收直接到客户端的数据回复过去  
  58.         sendto(sockfd, recv_buf, recv_len, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, cliaddr_len);  
  59.     }  
  60.       
  61.     close(sockfd);  
  62.       
  63.     return 0;  
  64. }  

运行结果如下:


TCP 循环服务器的实现方法

TCP 循环服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接。TCP 循环服务器一次只能处理一个客户端的请求,只有在这个客户的所有请求满足后,服务器才可以继续后面的请求如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了,因此,TCP 服务器一般很少用循环服务器模型的。


TCP循环服务器模型为:

[objc] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. socket(...);// 创建套接字  
  2. bind(...);// 绑定  
  3. listen(...);// 监听  
  4.   
  5. while(1)  
  6. {  
  7.     accept(...);// 取出客户端的请求连接  
  8.     process(...);// 处理请求,反馈结果  
  9.     close(...);// 关闭连接套接字:accept()返回的套接字  
  10. }  


示例代码如下:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>                         
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <sys/socket.h>  
  6. #include <netinet/in.h>  
  7. #include <arpa/inet.h>  
  8.               
  9. int main(int argc, char *argv[])  
  10. {  
  11.     unsigned short port = 8080;     // 本地端口   
  12.   
  13.     // 创建tcp套接字  
  14.     int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);     
  15.     if(sockfd < 0)  
  16.     {  
  17.         perror("socket");  
  18.         exit(-1);  
  19.     }  
  20.       
  21.     // 配置本地网络信息  
  22.     struct sockaddr_in my_addr;  
  23.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));     // 清空     
  24.     my_addr.sin_family = AF_INET;         // IPv4  
  25.     my_addr.sin_port   = htons(port);     // 端口  
  26.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip  
  27.       
  28.     // 绑定  
  29.     int err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));  
  30.     if( err_log != 0)  
  31.     {  
  32.         perror("binding");  
  33.         close(sockfd);        
  34.         exit(-1);  
  35.     }  
  36.       
  37.     // 监听,套接字变被动  
  38.     err_log = listen(sockfd, 10);   
  39.     if(err_log != 0)  
  40.     {  
  41.         perror("listen");  
  42.         close(sockfd);        
  43.         exit(-1);  
  44.     }     
  45.       
  46.     printf("listen client @port=%d...\n",port);  
  47.   
  48.     while(1)  
  49.     {     
  50.       
  51.         struct sockaddr_in client_addr;          
  52.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";       
  53.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);      
  54.           
  55.         // 取出客户端已完成的连接  
  56.         int connfd;  
  57.         connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);         
  58.         if(connfd < 0)  
  59.         {  
  60.             perror("accept");  
  61.             continue;  
  62.         }  
  63.   
  64.         // 打印客户端的ip和端口  
  65.         inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  66.         printf("----------------------------------------------\n");  
  67.         printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));  
  68.           
  69.         // 接收数据  
  70.         char recv_buf[512] = {0};  
  71.         int len =  recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);  
  72.           
  73.         // 处理数据,这里只是打印接收到的内容  
  74.         printf("\nrecv data:\n");  
  75.         printf("%s\n",recv_buf);  
  76.           
  77.         // 反馈结果  
  78.         send(connfd, recv_buf, len, 0);  
  79.           
  80.         close(connfd);     //关闭已连接套接字  
  81.         printf("client closed!\n");  
  82.     }  
  83.       
  84.     close(sockfd);         //关闭监听套接字  
  85.       
  86.     return 0;  
  87. }  

运行结果如下:



三种并发服务器实现方法

一个好的服务器,一般都是并发服务器(同一时刻可以响应多个客户端的请求)。并发服务器设计技术一般有:多进程服务器、多线程服务器、I/O复用服务器等。


多进程并发服务器

在 Linux 环境下多进程的应用很多,其中最主要的就是网络/客户服务器。多进程服务器是当客户有请求时,服务器用一个子进程来处理客户请求。父进程继续等待其它客户的请求。这种方法的优点是当客户有请求时,服务器能及时处理客户,特别是在客户服务器交互系统中。对于一个 TCP 服务器,客户与服务器的连接可能并不马上关闭,可能会等到客户提交某些数据后再关闭,这段时间服务器端的进程会阻塞,所以这时操作系统可能调度其它客户服务进程,这比起循环服务器大大提高了服务性能


TCP多进程并发服务器
TCP 并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理,而是由服务器创建一个子进程来处理。


示例代码如下:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>                         
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <sys/socket.h>  
  6. #include <netinet/in.h>  
  7. #include <arpa/inet.h>      
  8.   
  9. int main(int argc, char *argv[])  
  10. {  
  11.     unsigned short port = 8080;     // 本地端口   
  12.   
  13.     // 创建tcp套接字  
  14.     int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);     
  15.     if(sockfd < 0)  
  16.     {  
  17.         perror("socket");  
  18.         exit(-1);  
  19.     }  
  20.       
  21.     // 配置本地网络信息  
  22.     struct sockaddr_in my_addr;  
  23.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));     // 清空     
  24.     my_addr.sin_family = AF_INET;         // IPv4  
  25.     my_addr.sin_port   = htons(port);     // 端口  
  26.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip  
  27.       
  28.     // 绑定  
  29.     int err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));  
  30.     if( err_log != 0)  
  31.     {  
  32.         perror("binding");  
  33.         close(sockfd);        
  34.         exit(-1);  
  35.     }  
  36.       
  37.     // 监听,套接字变被动  
  38.     err_log = listen(sockfd, 10);   
  39.     if(err_log != 0)  
  40.     {  
  41.         perror("listen");  
  42.         close(sockfd);        
  43.         exit(-1);  
  44.     }  
  45.       
  46.     while(1) //主进程 循环等待客户端的连接  
  47.     {  
  48.           
  49.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};  
  50.         struct sockaddr_in client_addr;  
  51.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);  
  52.           
  53.         // 取出客户端已完成的连接  
  54.         int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
  55.         if(connfd < 0)  
  56.         {  
  57.             perror("accept");  
  58.             close(sockfd);  
  59.             exit(-1);  
  60.         }  
  61.           
  62.         pid_t pid = fork();  
  63.         if(pid < 0){  
  64.             perror("fork");  
  65.             _exit(-1);  
  66.         }else if(0 == pid){ //子进程 接收客户端的信息,并发还给客户端  
  67.             /*关闭不需要的套接字可节省系统资源, 
  68.               同时可避免父子进程共享这些套接字 
  69.               可能带来的不可预计的后果 
  70.             */  
  71.             close(sockfd);   // 关闭监听套接字,这个套接字是从父进程继承过来  
  72.           
  73.             char recv_buf[1024] = {0};  
  74.             int recv_len = 0;  
  75.               
  76.             // 打印客户端的 ip 和端口  
  77.             memset(cli_ip, 0, sizeof(cli_ip)); // 清空  
  78.             inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  79.             printf("----------------------------------------------\n");  
  80.             printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));  
  81.               
  82.             // 接收数据  
  83.             while( (recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0 )  
  84.             {  
  85.                 printf("recv_buf: %s\n", recv_buf); // 打印数据  
  86.                 send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 给客户端回数据  
  87.             }  
  88.               
  89.             printf("client closed!\n");  
  90.               
  91.             close(connfd);    //关闭已连接套接字  
  92.               
  93.             exit(0);  
  94.         }else if(pid > 0){   // 父进程  
  95.           
  96.             close(connfd);    //关闭已连接套接字  
  97.               
  98.         }  
  99.     }  
  100.       
  101.     close(sockfd);  
  102.       
  103.     return 0;  
  104. }  

运行结果如下:



多线程服务器

多线程服务器是对多进程的服务器的改进,由于多进程服务器在创建进程时要消耗较大的系统资源,所以用线程来取代进程,这样服务处理程序可以较快的创建。据统计,创建线程与创建进程要快 10100 倍,所以又把线程称为“轻量级”进程线程与进程不同的是:一个进程内的所有线程共享相同的全局内存、全局变量等信息,这种机制又带来了同步问题


以下是多线程服务器模板:


示例代码如下:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>                         
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <sys/socket.h>  
  6. #include <netinet/in.h>  
  7. #include <arpa/inet.h>                      
  8. #include <pthread.h>  
  9.   
  10. /************************************************************************ 
  11. 函数名称:   void *client_process(void *arg) 
  12. 函数功能:   线程函数,处理客户信息 
  13. 函数参数:   已连接套接字 
  14. 函数返回:   无 
  15. ************************************************************************/  
  16. void *client_process(void *arg)  
  17. {  
  18.     int recv_len = 0;  
  19.     char recv_buf[1024] = "";   // 接收缓冲区  
  20.     int connfd = (int)arg; // 传过来的已连接套接字  
  21.   
  22.     // 接收数据  
  23.     while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0)  
  24.     {  
  25.         printf("recv_buf: %s\n", recv_buf); // 打印数据  
  26.         send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 给客户端回数据  
  27.     }  
  28.       
  29.     printf("client closed!\n");  
  30.     close(connfd);  //关闭已连接套接字  
  31.       
  32.     return  NULL;  
  33. }  
  34.   
  35. //===============================================================  
  36. // 语法格式:    void main(void)  
  37. // 实现功能:    主函数,建立一个TCP并发服务器  
  38. // 入口参数:    无  
  39. // 出口参数:    无  
  40. //===============================================================  
  41. int main(int argc, char *argv[])  
  42. {  
  43.     int sockfd = 0;             // 套接字  
  44.     int connfd = 0;  
  45.     int err_log = 0;  
  46.     struct sockaddr_in my_addr; // 服务器地址结构体  
  47.     unsigned short port = 8080; // 监听端口  
  48.     pthread_t thread_id;  
  49.       
  50.     printf("TCP Server Started at port %d!\n", port);  
  51.       
  52.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   // 创建TCP套接字  
  53.     if(sockfd < 0)  
  54.     {  
  55.         perror("socket error");  
  56.         exit(-1);  
  57.     }  
  58.       
  59.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));      // 初始化服务器地址  
  60.     my_addr.sin_family = AF_INET;  
  61.     my_addr.sin_port   = htons(port);  
  62.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  
  63.       
  64.       
  65.     printf("Binding server to port %d\n", port);  
  66.       
  67.     // 绑定  
  68.     err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));  
  69.     if(err_log != 0)  
  70.     {  
  71.         perror("bind");  
  72.         close(sockfd);        
  73.         exit(-1);  
  74.     }  
  75.       
  76.     // 监听,套接字变被动  
  77.     err_log = listen(sockfd, 10);  
  78.     if( err_log != 0)  
  79.     {  
  80.         perror("listen");  
  81.         close(sockfd);        
  82.         exit(-1);  
  83.     }  
  84.       
  85.     printf("Waiting client...\n");  
  86.       
  87.     while(1)  
  88.     {  
  89.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";     // 用于保存客户端IP地址  
  90.         struct sockaddr_in client_addr;        // 用于保存客户端地址  
  91.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);   // 必须初始化!!!  
  92.           
  93.         //获得一个已经建立的连接     
  94.         connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);                                
  95.         if(connfd < 0)  
  96.         {  
  97.             perror("accept this time");  
  98.             continue;  
  99.         }  
  100.           
  101.         // 打印客户端的 ip 和端口  
  102.         inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  103.         printf("----------------------------------------------\n");  
  104.         printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));  
  105.           
  106.         if(connfd > 0)  
  107.         {  
  108.             //由于同一个进程内的所有线程共享内存和变量,因此在传递参数时需作特殊处理,值传递。  
  109.             pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)connfd);  //创建线程  
  110.             pthread_detach(thread_id); // 线程分离,结束时自动回收资源  
  111.         }  
  112.     }  
  113.       
  114.     close(sockfd);  
  115.       
  116.     return 0;  
  117. }  

运行结果如下:



注意,上面例子给线程传参有很大的局限性,最简单的一种情况,如果我们需要给线程传多个参数,这时候我们需要结构体传参,这种值传递编译都通不过,这里之所以能够这么值传递,是因为, int 长度时 4 个字节, void * 长度也是 4 个字节。

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  1. int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
  2. pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)connfd);   

如果考虑类型匹配的话,应该是这么传参,pthread_create()最后一个参数应该传地址( &connfd ),而不是值:

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  1. int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
  2. pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd);   

但是,如果按地址传递的话,又会有这么一个问题,假如有多个客户端要连接这个服务器,正常的情况下,一个客户端连接对应一个 connfd,相互之间独立不受影响,但是,假如多个客户端同时连接这个服务器,A 客户端的连接套接字为 connfd,服务器正在用这个 connfd 处理数据,还没有处理完,突然来了一个 B 客户端,accept()之后又生成一个 connfd, 因为是地址传递, A 客户端的连接套接字也变成 B 这个了,这样的话,服务器肯定不能再为 A 客户端服务器了,这时候,我们就需要考虑多任务的互斥或同步问题了,这里通过互斥锁来解决这个问题,确保这个connfd值被一个临时变量保存过后,才允许修改

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  1. #include <pthread.h>  
  2.   
  3. pthread_mutex_t mutex;  // 定义互斥锁,全局变量  
  4.   
  5. pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁,互斥锁默认是打开的  
  6.   
  7. // 上锁,在没有解锁之前,pthread_mutex_lock()会阻塞  
  8. pthread_mutex_lock(&mutex);   
  9. int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);  
  10.   
  11. //给回调函数传的参数,&connfd,地址传递  
  12. pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd);  //创建线程  
  13.   
  14. // 线程回调函数  
  15. void *client_process(void *arg)  
  16. {  
  17.     int connfd = *(int *)arg; // 传过来的已连接套接字  
  18.       
  19.     // 解锁,pthread_mutex_lock()唤醒,不阻塞  
  20.     pthread_mutex_unlock(&mutex);   
  21.       
  22.     return  NULL;  
  23. }  

修改的完整代码如下:

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  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>                         
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <sys/socket.h>  
  6. #include <netinet/in.h>  
  7. #include <arpa/inet.h>                      
  8. #include <pthread.h>  
  9.   
  10. pthread_mutex_t mutex;  // 定义互斥锁,全局变量  
  11.   
  12. /************************************************************************ 
  13. 函数名称:   void *client_process(void *arg) 
  14. 函数功能:   线程函数,处理客户信息 
  15. 函数参数:   已连接套接字 
  16. 函数返回:   无 
  17. ************************************************************************/  
  18. void *client_process(void *arg)  
  19. {  
  20.     int recv_len = 0;  
  21.     char recv_buf[1024] = "";   // 接收缓冲区  
  22.     int connfd = *(int *)arg; // 传过来的已连接套接字  
  23.       
  24.     // 解锁,pthread_mutex_lock()唤醒,不阻塞  
  25.     pthread_mutex_unlock(&mutex);   
  26.       
  27.     // 接收数据  
  28.     while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0)  
  29.     {  
  30.         printf("recv_buf: %s\n", recv_buf); // 打印数据  
  31.         send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 给客户端回数据  
  32.     }  
  33.       
  34.     printf("client closed!\n");  
  35.     close(connfd);  //关闭已连接套接字  
  36.       
  37.     return  NULL;  
  38. }  
  39.   
  40. //===============================================================  
  41. // 语法格式:    void main(void)  
  42. // 实现功能:    主函数,建立一个TCP并发服务器  
  43. // 入口参数:    无  
  44. // 出口参数:    无  
  45. //===============================================================  
  46. int main(int argc, char *argv[])  
  47. {  
  48.     int sockfd = 0;             // 套接字  
  49.     int connfd = 0;  
  50.     int err_log = 0;  
  51.     struct sockaddr_in my_addr; // 服务器地址结构体  
  52.     unsigned short port = 8080; // 监听端口  
  53.     pthread_t thread_id;  
  54.       
  55.     pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁,互斥锁默认是打开的  
  56.       
  57.     printf("TCP Server Started at port %d!\n", port);  
  58.       
  59.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);   // 创建TCP套接字  
  60.     if(sockfd < 0)  
  61.     {  
  62.         perror("socket error");  
  63.         exit(-1);  
  64.     }  
  65.       
  66.     bzero(&my_addr, sizeof(my_addr));      // 初始化服务器地址  
  67.     my_addr.sin_family = AF_INET;  
  68.     my_addr.sin_port   = htons(port);  
  69.     my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  
  70.       
  71.       
  72.     printf("Binding server to port %d\n", port);  
  73.       
  74.     // 绑定  
  75.     err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));  
  76.     if(err_log != 0)  
  77.     {  
  78.         perror("bind");  
  79.         close(sockfd);        
  80.         exit(-1);  
  81.     }  
  82.       
  83.     // 监听,套接字变被动  
  84.     err_log = listen(sockfd, 10);  
  85.     if( err_log != 0)  
  86.     {  
  87.         perror("listen");  
  88.         close(sockfd);        
  89.         exit(-1);  
  90.     }  
  91.       
  92.     printf("Waiting client...\n");  
  93.       
  94.     while(1)  
  95.     {  
  96.         char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = "";     // 用于保存客户端IP地址  
  97.         struct sockaddr_in client_addr;        // 用于保存客户端地址  
  98.         socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr);   // 必须初始化!!!  
  99.           
  100.         // 上锁,在没有解锁之前,pthread_mutex_lock()会阻塞  
  101.         pthread_mutex_lock(&mutex);   
  102.           
  103.         //获得一个已经建立的连接     
  104.         connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);                                
  105.         if(connfd < 0)  
  106.         {  
  107.             perror("accept this time");  
  108.             continue;  
  109.         }  
  110.           
  111.         // 打印客户端的 ip 和端口  
  112.         inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  113.         printf("----------------------------------------------\n");  
  114.         printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));  
  115.           
  116.         if(connfd > 0)  
  117.         {  
  118.             //给回调函数传的参数,&connfd,地址传递  
  119.             pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd);  //创建线程  
  120.             pthread_detach(thread_id); // 线程分离,结束时自动回收资源  
  121.         }  
  122.     }  
  123.       
  124.     close(sockfd);  
  125.       
  126.     return 0;  
  127. }  


I/O复用服务器

I/O 复用技术是为了解决进程或线程阻塞到某个 I/O 系统调用而出现的技术,使进程不阻塞于某个特定的 I/O 系统调用。它也可用于并发服务器的设计,常用函数 select() 或 epoll() 来实现。详情,请看《select、poll、epoll的区别使用》。
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  1. socket(...); // 创建套接字  
  2. bind(...);   // 绑定  
  3. listen(...); // 监听  
  4.   
  5. while(1)  
  6. {  
  7.     if(select(...) > 0// 检测监听套接字是否可读  
  8.     {  
  9.         if(FD_ISSET(...)>0// 套接字可读,证明有新客户端连接服务器    
  10.         {  
  11.             accpet(...);// 取出已经完成的连接  
  12.             process(...);// 处理请求,反馈结果  
  13.         }  
  14.     }  
  15.     close(...); // 关闭连接套接字:accept()返回的套接字  
  16. }  


示例代码如下:

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  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <unistd.h>  
  3. #include <stdlib.h>  
  4. #include <errno.h>  
  5. #include <string.h>  
  6. #include <sys/socket.h>  
  7. #include <sys/types.h>  
  8. #include <netinet/in.h>  
  9. #include <arpa/inet.h>  
  10. #include <sys/select.h>  
  11.   
  12. #define SERV_PORT 8080  
  13. #define LIST 20                //服务器最大接受连接  
  14. #define MAX_FD 10              //FD_SET支持描述符数量  
  15.   
  16.   
  17. int main(int argc, char *argv[])  
  18. {  
  19.     int sockfd;  
  20.     int err;  
  21.     int i;  
  22.     int connfd;  
  23.     int fd_all[MAX_FD]; //保存所有描述符,用于select调用后,判断哪个可读  
  24.       
  25.     //下面两个备份原因是select调用后,会发生变化,再次调用select前,需要重新赋值  
  26.     fd_set fd_read;    //FD_SET数据备份  
  27.     fd_set fd_select;  //用于select  
  28.   
  29.     struct timeval timeout;         //超时时间备份  
  30.     struct timeval timeout_select;  //用于select  
  31.       
  32.     struct sockaddr_in serv_addr;   //服务器地址  
  33.     struct sockaddr_in cli_addr;    //客户端地址  
  34.     socklen_t serv_len;  
  35.     socklen_t cli_len;  
  36.       
  37.     //超时时间设置  
  38.     timeout.tv_sec = 10;  
  39.     timeout.tv_usec = 0;  
  40.       
  41.     //创建TCP套接字  
  42.     sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
  43.     if(sockfd < 0)  
  44.     {  
  45.         perror("fail to socket");  
  46.         exit(1);  
  47.     }  
  48.       
  49.     // 配置本地地址  
  50.     memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));  
  51.     serv_addr.sin_family = AF_INET;         // ipv4  
  52.     serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);  // 端口, 8080  
  53.     serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip  
  54.   
  55.   
  56.     serv_len = sizeof(serv_addr);  
  57.       
  58.     // 绑定  
  59.     err = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);  
  60.     if(err < 0)  
  61.     {  
  62.         perror("fail to bind");  
  63.         exit(1);  
  64.     }  
  65.   
  66.     // 监听  
  67.     err = listen(sockfd, LIST);  
  68.     if(err < 0)  
  69.     {  
  70.         perror("fail to listen");  
  71.         exit(1);  
  72.     }  
  73.       
  74.     //初始化fd_all数组  
  75.     memset(&fd_all, -1, sizeof(fd_all));  
  76.   
  77.     fd_all[0] = sockfd;   //第一个为监听套接字  
  78.       
  79.     FD_ZERO(&fd_read);  // 清空  
  80.     FD_SET(sockfd, &fd_read);  //将监听套接字加入fd_read  
  81.   
  82.     int maxfd;  
  83.     maxfd = fd_all[0];  //监听的最大套接字  
  84.       
  85.     while(1){  
  86.       
  87.         // 每次都需要重新赋值,fd_select,timeout_select每次都会变  
  88.         fd_select = fd_read;  
  89.         timeout_select = timeout;  
  90.           
  91.         // 检测监听套接字是否可读,没有可读,此函数会阻塞  
  92.         // 只要有客户连接,或断开连接,select()都会往下执行  
  93.         err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, NULL);  
  94.         //err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, (struct timeval *)&timeout_select);  
  95.         if(err < 0)  
  96.         {  
  97.                 perror("fail to select");  
  98.                 exit(1);  
  99.         }  
  100.   
  101.         if(err == 0){  
  102.             printf("timeout\n");  
  103.         }  
  104.           
  105.         // 检测监听套接字是否可读  
  106.         if( FD_ISSET(sockfd, &fd_select) ){//可读,证明有新客户端连接服务器  
  107.               
  108.             cli_len = sizeof(cli_addr);  
  109.               
  110.             // 取出已经完成的连接  
  111.             connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len);  
  112.             if(connfd < 0)  
  113.             {  
  114.                 perror("fail to accept");  
  115.                 exit(1);  
  116.             }  
  117.               
  118.             // 打印客户端的 ip 和端口  
  119.             char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};  
  120.             inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);  
  121.             printf("----------------------------------------------\n");  
  122.             printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));  
  123.               
  124.             // 将新连接套接字加入 fd_all 及 fd_read  
  125.             for(i=0; i < MAX_FD; i++){  
  126.                 if(fd_all[i] != -1){  
  127.                     continue;  
  128.                 }else{  
  129.                     fd_all[i] = connfd;  
  130.                     printf("client fd_all[%d] join\n", i);  
  131.                     break;  
  132.                 }  
  133.             }  
  134.               
  135.             FD_SET(connfd, &fd_read);  
  136.               
  137.             if(maxfd < connfd)  
  138.             {  
  139.                 maxfd = connfd;  //更新maxfd  
  140.             }  
  141.           
  142.         }  
  143.           
  144.         //从1开始查看连接套接字是否可读,因为上面已经处理过0(sockfd)  
  145.         for(i=1; i < maxfd; i++){  
  146.             if(FD_ISSET(fd_all[i], &fd_select)){  
  147.                 printf("fd_all[%d] is ok\n", i);  
  148.                   
  149.                 char buf[1024]={0};  //读写缓冲区  
  150.                 int num = read(fd_all[i], buf, 1024);  
  151.                 if(num > 0){  
  152.   
  153.                     //收到 客户端数据并打印  
  154.                     printf("receive buf from client fd_all[%d] is: %s\n", i, buf);  
  155.                       
  156.                     //回复客户端  
  157.                     num = write(fd_all[i], buf, num);  
  158.                     if(num < 0){  
  159.                         perror("fail to write ");  
  160.                         exit(1);  
  161.                     }else{  
  162.                         //printf("send reply\n");  
  163.                     }  
  164.                       
  165.                       
  166.                 }else if(0 == num){ // 客户端断开时  
  167.                       
  168.                     //客户端退出,关闭套接字,并从监听集合清除  
  169.                     printf("client:fd_all[%d] exit\n", i);  
  170.                     FD_CLR(fd_all[i], &fd_read);  
  171.                     close(fd_all[i]);  
  172.                     fd_all[i] = -1;  
  173.                       
  174.                     continue;  
  175.                 }  
  176.                   
  177.             }else {  
  178.                 //printf("no data\n");                    
  179.             }  
  180.         }  
  181.       
  182.     }  
  183.       
  184.     return 0;  
  185. }  

运行结果如下:



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参考于:http://blog.chinaunix.net


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