socket编程之并发回射服务器

使用到的函数：

// 子进程返回0，父进程返回子进程ID，出错返回-1
pid_t fork(void);
pid_t wait(int *wstatus);
// 最常用的option是WNOHANG，它告知内核在没有已终止子进程时不要阻塞
pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

服务器程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define MAXLINE 4096
#define LISTENQ 10

void doEcho(int sockfd) {
    char buff[MAXLINE];
    while (true) {
        memset(buff, 0, sizeof(buff));
        int n = read(sockfd, buff, MAXLINE);
        if (n < 0) {
            perror("read error");
            exit(1);
        } else if (n == 0) {
            printf("client closed
");
            break;
        }
        fputs(buff, stdout);
        write(sockfd, buff, n);
    }
}

int main(int argc, char **argv) {
    
    int listenfd, connfd;
    pid_t childpid;
    socklen_t clilen;
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    
    if ( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }
    
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(13);  /* daytime server */
    
    if ( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        perror("bind error");
        exit(1);
    }
    
    if ( listen(listenfd, LISTENQ) < 0) {
        perror("listen error");
        exit(1);
    }
    
    for ( ; ; ) {
        clilen = sizeof(cliaddr);
        if ( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &clilen)) < 0) {
            perror("accept error");
            exit(1);
        }
        /* 子进程 */
        if ( (childpid = fork()) == 0) {
            close(listenfd);
            // 回射程序
            doEcho(connfd);
            exit(0);
        }
        /* 父进程 */
        close(connfd);
    }
}

客户端程序:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define MAXLINE 4096

void str_cli(FILE *fp, int sockfd) {
    char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];
    while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
        write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
        read(sockfd, recvline, MAXLINE);
        fputs(recvline, stdout);
        memset(sendline, 0, sizeof(sendline));
        memset(recvline, 0, sizeof(recvline));
    }
}

int main(int argc, char **argv) {
    
    int sockfd[5];
    struct sockaddr_in servaddr;
    
    if (argc != 2) {
        perror("Usage: a.out <IPaddress>");
        exit(1);
    }
    
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    
        if ( (sockfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
            perror("socket error");
            exit(1);
        }
        
        bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_port = htons(13);  /* daytime server */
        if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0) {
            printf("inet_pton error for %s
", argv[1]);
            exit(1);
        }
        
        if (connect(sockfd[i], (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
            perror("connect error");
            exit(1);
        }
    }
    
    str_cli(stdin, sockfd[0]);
    
    exit(0);
}

有一个问题需要注意：

    服务器子进程终止时，会向父进程发送SIGCHLD信号(默认处理是忽略)。如果父进程不处理该信号，子进程会变成僵尸进程。

父进程增加信号处理函数：

void sig_chld(int signo) {
    pid_t pid;
    int stat;
    while ( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) {
        printf("child %d terminated
", pid);
    }
    return;
}

这里使用waitpid而不是wait的原因是：

    Unix信号默认是不排队的。也就是说，如果一个信号在被阻塞期间产生了一次或多次，那么信号在被解阻塞之后通常只递交一次。实际情况就是，如果同时产生了多个SIGCHLD信号，信号处理函数只会调用一次。waitpid可以避免这个问题。

还有一个问题需要注意：

    当SIGCHLD信号递交时，父进程正阻塞于慢系统调用accept，内核会使accept返回一个EINTR错误。如果父进程不处理该错误，会被内核终止(有些系统可以自动重启被中断的系统调用)。

最终的服务器程序如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/errno.h>

#define MAXLINE 4096
#define LISTENQ 10

void doEcho(int sockfd) {
    char buff[MAXLINE];
    while (true) {
        memset(buff, 0, sizeof(buff));
        int n = read(sockfd, buff, MAXLINE);
        if (n < 0) {
            perror("read error");
            exit(1);
        } else if (n == 0) {
            printf("client closed
");
            break;
        }
        fputs(buff, stdout);
        write(sockfd, buff, n);
    }
}

void sig_chld(int signo) {
    pid_t pid;
    int stat;
    while ( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) {
        printf("child %d terminated
", pid);
    }
    return;
}

int main(int argc, char **argv) {
    
    int listenfd, connfd;
    pid_t childpid;
    socklen_t clilen;
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    
    if ( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket error");
        exit(1);
    }
    
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(13);  /* daytime server */
    
    if ( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0) {
        perror("bind error");
        exit(1);
    }
    
    if ( listen(listenfd, LISTENQ) < 0) {
        perror("listen error");
        exit(1);
    }
    
    signal(SIGCHLD, sig_chld);
    
    for ( ; ; ) {
        clilen = sizeof(cliaddr);
        if ( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &clilen)) < 0) {
            if (errno == EINTR) {
                continue;
            } else {
                perror("accept error");
                exit(1);
            }
        }
        /* 子进程 */
        if ( (childpid = fork()) == 0) {
            close(listenfd);
            // 回射程序
            doEcho(connfd);
            exit(0);
        }
        /* 父进程 */
        close(connfd);
    }
}

你以为这样就完事了？还有下文呢：

    socket编程之并发回射服务器2

参考文章：

linux网络编程之socket（四）：使用fork并发处理多个client的请求和对等通信p2p