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linux网络编程之并发服务器的三种实现模型 (超级经典)

發(fā)布時間:2023/12/4 linux 33 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 linux网络编程之并发服务器的三种实现模型 (超级经典) 小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

轉(zhuǎn)載 : http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/45671215

服務(wù)器設(shè)計技術(shù)有很多,按使用的協(xié)議來分有 TCP 服務(wù)器和 UDP 服務(wù)器,按處理方式來分有循環(huán)服務(wù)器并發(fā)服務(wù)器


循環(huán)服務(wù)器與并發(fā)服務(wù)器模型

在網(wǎng)絡(luò)程序里面,一般來說都是許多客戶對應(yīng)一個服務(wù)器(多對一),為了處理客戶的請求,對服務(wù)端的程序就提出了特殊的要求。


目前最常用的服務(wù)器模型有:

·循環(huán)服務(wù)器:服務(wù)器在同一時刻只能響應(yīng)一個客戶端的請求

·并發(fā)服務(wù)器:服務(wù)器在同一時刻可以響應(yīng)多個客戶端的請求


UDP 循環(huán)服務(wù)器的實現(xiàn)方法

UDP 循環(huán)服務(wù)器每次從套接字上讀取一個客戶端的請求 -> 處理 -> 然后將結(jié)果返回給客戶機。


因為 UDP 是非面向連接的,沒有一個客戶端可以老是占住服務(wù)端。只要處理過程不是死循環(huán),或者耗時不是很長,服務(wù)器對于每一個客戶機的請求在某種程度上來說是能夠滿足。


UDP 循環(huán)服務(wù)器模型為

[objc] view plaincopy
  • socket(...);?//?創(chuàng)建套接字??
  • bind(...);???//?綁定??
  • ??
  • while(1)??
  • {??
  • ????recvfrom(...);?//?接收客戶端的請求??
  • ????process(...);??//?處理請求??
  • ????sendto(...);???//?反饋處理結(jié)果??
  • }??

  • 示例代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<string.h>??
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??
  • ??
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????unsigned?short?port?=?8080;?//?本地端口??
  • ??
  • ????int?sockfd;??
  • ????sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_DGRAM,?0);?//?創(chuàng)建udp套接字??
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("socket");??
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?初始化本地網(wǎng)絡(luò)信息??
  • ????struct?sockaddr_in?my_addr;??
  • ????bzero(&my_addr,?sizeof(my_addr));???//?清空??
  • ????my_addr.sin_family?=?AF_INET;???????//?IPv4??
  • ????my_addr.sin_port???=?htons(port);???//?端口??
  • ????my_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);?//?ip??
  • ??????
  • ????printf("Binding?server?to?port?%d\n",?port);??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????int?err_log;??
  • ????err_log?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr*)&my_addr,?sizeof(my_addr));??
  • ????if(err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("bind");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????printf("receive?data...\n");??
  • ????while(1)??
  • ????{??
  • ????????int?recv_len;??
  • ????????char?recv_buf[512]?=?{0};??
  • ????????struct?sockaddr_in?client_addr;??
  • ????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?"";//INET_ADDRSTRLEN=16??
  • ????????socklen_t?cliaddr_len?=?sizeof(client_addr);??
  • ??????????
  • ????????//?接收客戶端數(shù)據(jù)??
  • ????????recv_len?=?recvfrom(sockfd,?recv_buf,?sizeof(recv_buf),?0,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);??
  • ??????????
  • ????????//?處理數(shù)據(jù),這里只是把接收過來的數(shù)據(jù)打印??
  • ????????inet_ntop(AF_INET,?&client_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????printf("\nip:%s?,port:%d\n",cli_ip,?ntohs(client_addr.sin_port));?//?客戶端的ip??
  • ????????printf("data(%d):%s\n",recv_len,recv_buf);??//?客戶端的數(shù)據(jù)??
  • ??????????
  • ????????//?反饋結(jié)果,這里把接收直接到客戶端的數(shù)據(jù)回復(fù)過去??
  • ????????sendto(sockfd,?recv_buf,?recv_len,?0,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?cliaddr_len);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????close(sockfd);??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • 運行結(jié)果如下:


    TCP 循環(huán)服務(wù)器的實現(xiàn)方法

    TCP 循環(huán)服務(wù)器接受一個客戶端的連接,然后處理,完成了這個客戶的所有請求后,斷開連接。TCP 循環(huán)服務(wù)器一次只能處理一個客戶端的請求,只有在這個客戶的所有請求滿足后,服務(wù)器才可以繼續(xù)后面的請求如果有一個客戶端占住服務(wù)器不放時,其它的客戶機都不能工作了,因此,TCP 服務(wù)器一般很少用循環(huán)服務(wù)器模型的。


    TCP循環(huán)服務(wù)器模型為:

    [objc] view plaincopy
  • socket(...);//?創(chuàng)建套接字??
  • bind(...);//?綁定??
  • listen(...);//?監(jiān)聽??
  • ??
  • while(1)??
  • {??
  • ????accept(...);//?取出客戶端的請求連接??
  • ????process(...);//?處理請求,反饋結(jié)果??
  • ????close(...);//?關(guān)閉連接套接字:accept()返回的套接字??
  • }??

  • 示例代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<string.h>?????????????????????????
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??
  • ??????????????
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????unsigned?short?port?=?8080;?????//?本地端口???
  • ??
  • ????//?創(chuàng)建tcp套接字??
  • ????int?sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);?????
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("socket");??
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?配置本地網(wǎng)絡(luò)信息??
  • ????struct?sockaddr_in?my_addr;??
  • ????bzero(&my_addr,?sizeof(my_addr));?????//?清空?????
  • ????my_addr.sin_family?=?AF_INET;?????????//?IPv4??
  • ????my_addr.sin_port???=?htons(port);?????//?端口??
  • ????my_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);?//?ip??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????int?err_log?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr*)&my_addr,?sizeof(my_addr));??
  • ????if(?err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("binding");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?監(jiān)聽,套接字變被動??
  • ????err_log?=?listen(sockfd,?10);???
  • ????if(err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("listen");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}?????
  • ??????
  • ????printf("listen?client?@port=%d...\n",port);??
  • ??
  • ????while(1)??
  • ????{?????
  • ??????
  • ????????struct?sockaddr_in?client_addr;??????????
  • ????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?"";???????
  • ????????socklen_t?cliaddr_len?=?sizeof(client_addr);??????
  • ??????????
  • ????????//?取出客戶端已完成的連接??
  • ????????int?connfd;??
  • ????????connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);?????????
  • ????????if(connfd?<?0)??
  • ????????{??
  • ????????????perror("accept");??
  • ????????????continue;??
  • ????????}??
  • ??
  • ????????//?打印客戶端的ip和端口??
  • ????????inet_ntop(AF_INET,?&client_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????printf("----------------------------------------------\n");??
  • ????????printf("client?ip=%s,port=%d\n",?cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));??
  • ??????????
  • ????????//?接收數(shù)據(jù)??
  • ????????char?recv_buf[512]?=?{0};??
  • ????????int?len?=??recv(connfd,?recv_buf,?sizeof(recv_buf),?0);??
  • ??????????
  • ????????//?處理數(shù)據(jù),這里只是打印接收到的內(nèi)容??
  • ????????printf("\nrecv?data:\n");??
  • ????????printf("%s\n",recv_buf);??
  • ??????????
  • ????????//?反饋結(jié)果??
  • ????????send(connfd,?recv_buf,?len,?0);??
  • ??????????
  • ????????close(connfd);?????//關(guān)閉已連接套接字??
  • ????????printf("client?closed!\n");??
  • ????}??
  • ??????
  • ????close(sockfd);?????????//關(guān)閉監(jiān)聽套接字??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • 運行結(jié)果如下:



    三種并發(fā)服務(wù)器實現(xiàn)方法

    一個好的服務(wù)器,一般都是并發(fā)服務(wù)器(同一時刻可以響應(yīng)多個客戶端的請求)。并發(fā)服務(wù)器設(shè)計技術(shù)一般有:多進程服務(wù)器、多線程服務(wù)器、I/O復(fù)用服務(wù)器等。


    多進程并發(fā)服務(wù)器

    在 Linux 環(huán)境下多進程的應(yīng)用很多,其中最主要的就是網(wǎng)絡(luò)/客戶服務(wù)器。多進程服務(wù)器是當客戶有請求時,服務(wù)器用一個子進程來處理客戶請求。父進程繼續(xù)等待其它客戶的請求。這種方法的優(yōu)點是當客戶有請求時,服務(wù)器能及時處理客戶,特別是在客戶服務(wù)器交互系統(tǒng)中。對于一個 TCP 服務(wù)器,客戶與服務(wù)器的連接可能并不馬上關(guān)閉,可能會等到客戶提交某些數(shù)據(jù)后再關(guān)閉,這段時間服務(wù)器端的進程會阻塞,所以這時操作系統(tǒng)可能調(diào)度其它客戶服務(wù)進程,這比起循環(huán)服務(wù)器大大提高了服務(wù)性能


    TCP多進程并發(fā)服務(wù)器
    TCP 并發(fā)服務(wù)器的思想是每一個客戶機的請求并不由服務(wù)器直接處理,而是由服務(wù)器創(chuàng)建一個子進程來處理。


    示例代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<string.h>?????????????????????????
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??????
  • ??
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????unsigned?short?port?=?8080;?????//?本地端口???
  • ??
  • ????//?創(chuàng)建tcp套接字??
  • ????int?sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);?????
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("socket");??
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?配置本地網(wǎng)絡(luò)信息??
  • ????struct?sockaddr_in?my_addr;??
  • ????bzero(&my_addr,?sizeof(my_addr));?????//?清空?????
  • ????my_addr.sin_family?=?AF_INET;?????????//?IPv4??
  • ????my_addr.sin_port???=?htons(port);?????//?端口??
  • ????my_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);?//?ip??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????int?err_log?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr*)&my_addr,?sizeof(my_addr));??
  • ????if(?err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("binding");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?監(jiān)聽,套接字變被動??
  • ????err_log?=?listen(sockfd,?10);???
  • ????if(err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("listen");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????while(1)?//主進程?循環(huán)等待客戶端的連接??
  • ????{??
  • ??????????
  • ????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?{0};??
  • ????????struct?sockaddr_in?client_addr;??
  • ????????socklen_t?cliaddr_len?=?sizeof(client_addr);??
  • ??????????
  • ????????//?取出客戶端已完成的連接??
  • ????????int?connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);??
  • ????????if(connfd?<?0)??
  • ????????{??
  • ????????????perror("accept");??
  • ????????????close(sockfd);??
  • ????????????exit(-1);??
  • ????????}??
  • ??????????
  • ????????pid_t?pid?=?fork();??
  • ????????if(pid?<?0){??
  • ????????????perror("fork");??
  • ????????????_exit(-1);??
  • ????????}else?if(0?==?pid){?//子進程?接收客戶端的信息,并發(fā)還給客戶端??
  • ????????????/*關(guān)閉不需要的套接字可節(jié)省系統(tǒng)資源,?
  • ??????????????同時可避免父子進程共享這些套接字?
  • ??????????????可能帶來的不可預(yù)計的后果?
  • ????????????*/??
  • ????????????close(sockfd);???//?關(guān)閉監(jiān)聽套接字,這個套接字是從父進程繼承過來??
  • ??????????
  • ????????????char?recv_buf[1024]?=?{0};??
  • ????????????int?recv_len?=?0;??
  • ??????????????
  • ????????????//?打印客戶端的?ip?和端口??
  • ????????????memset(cli_ip,?0,?sizeof(cli_ip));?//?清空??
  • ????????????inet_ntop(AF_INET,?&client_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????????printf("----------------------------------------------\n");??
  • ????????????printf("client?ip=%s,port=%d\n",?cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));??
  • ??????????????
  • ????????????//?接收數(shù)據(jù)??
  • ????????????while(?(recv_len?=?recv(connfd,?recv_buf,?sizeof(recv_buf),?0))?>?0?)??
  • ????????????{??
  • ????????????????printf("recv_buf:?%s\n",?recv_buf);?//?打印數(shù)據(jù)??
  • ????????????????send(connfd,?recv_buf,?recv_len,?0);?//?給客戶端回數(shù)據(jù)??
  • ????????????}??
  • ??????????????
  • ????????????printf("client?closed!\n");??
  • ??????????????
  • ????????????close(connfd);????//關(guān)閉已連接套接字??
  • ??????????????
  • ????????????exit(0);??
  • ????????}else?if(pid?>?0){???//?父進程??
  • ??????????
  • ????????????close(connfd);????//關(guān)閉已連接套接字??
  • ??????????????
  • ????????}??
  • ????}??
  • ??????
  • ????close(sockfd);??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • 運行結(jié)果如下:



    多線程服務(wù)器

    多線程服務(wù)器是對多進程的服務(wù)器的改進,由于多進程服務(wù)器在創(chuàng)建進程時要消耗較大的系統(tǒng)資源,所以用線程來取代進程,這樣服務(wù)處理程序可以較快的創(chuàng)建。據(jù)統(tǒng)計,創(chuàng)建線程與創(chuàng)建進程要快 10100 倍,所以又把線程稱為“輕量級”進程線程與進程不同的是:一個進程內(nèi)的所有線程共享相同的全局內(nèi)存、全局變量等信息,這種機制又帶來了同步問題


    以下是多線程服務(wù)器模板:


    示例代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<string.h>?????????????????????????
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??????????????????????
  • #include?<pthread.h>??
  • ??
  • /************************************************************************?
  • 函數(shù)名稱:???void?*client_process(void?*arg)?
  • 函數(shù)功能:???線程函數(shù),處理客戶信息?
  • 函數(shù)參數(shù):???已連接套接字?
  • 函數(shù)返回:???無?
  • ************************************************************************/??
  • void?*client_process(void?*arg)??
  • {??
  • ????int?recv_len?=?0;??
  • ????char?recv_buf[1024]?=?"";???//?接收緩沖區(qū)??
  • ????int?connfd?=?(int)arg;?//?傳過來的已連接套接字??
  • ??
  • ????//?接收數(shù)據(jù)??
  • ????while((recv_len?=?recv(connfd,?recv_buf,?sizeof(recv_buf),?0))?>?0)??
  • ????{??
  • ????????printf("recv_buf:?%s\n",?recv_buf);?//?打印數(shù)據(jù)??
  • ????????send(connfd,?recv_buf,?recv_len,?0);?//?給客戶端回數(shù)據(jù)??
  • ????}??
  • ??????
  • ????printf("client?closed!\n");??
  • ????close(connfd);??//關(guān)閉已連接套接字??
  • ??????
  • ????return??NULL;??
  • }??
  • ??
  • //===============================================================??
  • //?語法格式:????void?main(void)??
  • //?實現(xiàn)功能:????主函數(shù),建立一個TCP并發(fā)服務(wù)器??
  • //?入口參數(shù):????無??
  • //?出口參數(shù):????無??
  • //===============================================================??
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????int?sockfd?=?0;?????????????//?套接字??
  • ????int?connfd?=?0;??
  • ????int?err_log?=?0;??
  • ????struct?sockaddr_in?my_addr;?//?服務(wù)器地址結(jié)構(gòu)體??
  • ????unsigned?short?port?=?8080;?//?監(jiān)聽端口??
  • ????pthread_t?thread_id;??
  • ??????
  • ????printf("TCP?Server?Started?at?port?%d!\n",?port);??
  • ??????
  • ????sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);???//?創(chuàng)建TCP套接字??
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("socket?error");??
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????bzero(&my_addr,?sizeof(my_addr));??????//?初始化服務(wù)器地址??
  • ????my_addr.sin_family?=?AF_INET;??
  • ????my_addr.sin_port???=?htons(port);??
  • ????my_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);??
  • ??????
  • ??????
  • ????printf("Binding?server?to?port?%d\n",?port);??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????err_log?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr*)&my_addr,?sizeof(my_addr));??
  • ????if(err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("bind");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?監(jiān)聽,套接字變被動??
  • ????err_log?=?listen(sockfd,?10);??
  • ????if(?err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("listen");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????printf("Waiting?client...\n");??
  • ??????
  • ????while(1)??
  • ????{??
  • ????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?"";?????//?用于保存客戶端IP地址??
  • ????????struct?sockaddr_in?client_addr;????????//?用于保存客戶端地址??
  • ????????socklen_t?cliaddr_len?=?sizeof(client_addr);???//?必須初始化!!!??
  • ??????????
  • ????????//獲得一個已經(jīng)建立的連接?????
  • ????????connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);????????????????????????????????
  • ????????if(connfd?<?0)??
  • ????????{??
  • ????????????perror("accept?this?time");??
  • ????????????continue;??
  • ????????}??
  • ??????????
  • ????????//?打印客戶端的?ip?和端口??
  • ????????inet_ntop(AF_INET,?&client_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????printf("----------------------------------------------\n");??
  • ????????printf("client?ip=%s,port=%d\n",?cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));??
  • ??????????
  • ????????if(connfd?>?0)??
  • ????????{??
  • ????????????//由于同一個進程內(nèi)的所有線程共享內(nèi)存和變量,因此在傳遞參數(shù)時需作特殊處理,值傳遞。??
  • ????????????pthread_create(&thread_id,?NULL,?(void?*)client_process,?(void?*)connfd);??//創(chuàng)建線程??
  • ????????????pthread_detach(thread_id);?//?線程分離,結(jié)束時自動回收資源??
  • ????????}??
  • ????}??
  • ??????
  • ????close(sockfd);??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • 運行結(jié)果如下:



    注意,上面例子給線程傳參有很大的局限性,最簡單的一種情況,如果我們需要給線程傳多個參數(shù),這時候我們需要結(jié)構(gòu)體傳參,這種值傳遞編譯都通不過,這里之所以能夠這么值傳遞,是因為, int 長度時 4 個字節(jié), void * 長度也是 4 個字節(jié)。

    [cpp] view plaincopy
  • int?connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);??
  • pthread_create(&thread_id,?NULL,?(void?*)client_process,?(void?*)connfd);???

  • 如果考慮類型匹配的話,應(yīng)該是這么傳參,pthread_create()最后一個參數(shù)應(yīng)該傳地址( &connfd ),而不是值:

    [cpp] view plaincopy
  • int?connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);??
  • pthread_create(&thread_id,?NULL,?(void?*)client_process,?(void?*)&connfd);???

  • 但是,如果按地址傳遞的話,又會有這么一個問題,假如有多個客戶端要連接這個服務(wù)器,正常的情況下,一個客戶端連接對應(yīng)一個 connfd,相互之間獨立不受影響,但是,假如多個客戶端同時連接這個服務(wù)器,A 客戶端的連接套接字為 connfd,服務(wù)器正在用這個 connfd 處理數(shù)據(jù),還沒有處理完,突然來了一個 B 客戶端,accept()之后又生成一個 connfd, 因為是地址傳遞, A 客戶端的連接套接字也變成 B 這個了,這樣的話,服務(wù)器肯定不能再為 A 客戶端服務(wù)器了,這時候,我們就需要考慮多任務(wù)的互斥或同步問題了,這里通過互斥鎖來解決這個問題,確保這個connfd值被一個臨時變量保存過后,才允許修改

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<pthread.h>??
  • ??
  • pthread_mutex_t?mutex;??//?定義互斥鎖,全局變量??
  • ??
  • pthread_mutex_init(&mutex,?NULL);?//?初始化互斥鎖,互斥鎖默認是打開的??
  • ??
  • //?上鎖,在沒有解鎖之前,pthread_mutex_lock()會阻塞??
  • pthread_mutex_lock(&mutex);???
  • int?connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);??
  • ??
  • //給回調(diào)函數(shù)傳的參數(shù),&connfd,地址傳遞??
  • pthread_create(&thread_id,?NULL,?(void?*)client_process,?(void?*)&connfd);??//創(chuàng)建線程??
  • ??
  • //?線程回調(diào)函數(shù)??
  • void?*client_process(void?*arg)??
  • {??
  • ????int?connfd?=?*(int?*)arg;?//?傳過來的已連接套接字??
  • ??????
  • ????//?解鎖,pthread_mutex_lock()喚醒,不阻塞??
  • ????pthread_mutex_unlock(&mutex);???
  • ??????
  • ????return??NULL;??
  • }??

  • 修改的完整代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<string.h>?????????????????????????
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??????????????????????
  • #include?<pthread.h>??
  • ??
  • pthread_mutex_t?mutex;??//?定義互斥鎖,全局變量??
  • ??
  • /************************************************************************?
  • 函數(shù)名稱:???void?*client_process(void?*arg)?
  • 函數(shù)功能:???線程函數(shù),處理客戶信息?
  • 函數(shù)參數(shù):???已連接套接字?
  • 函數(shù)返回:???無?
  • ************************************************************************/??
  • void?*client_process(void?*arg)??
  • {??
  • ????int?recv_len?=?0;??
  • ????char?recv_buf[1024]?=?"";???//?接收緩沖區(qū)??
  • ????int?connfd?=?*(int?*)arg;?//?傳過來的已連接套接字??
  • ??????
  • ????//?解鎖,pthread_mutex_lock()喚醒,不阻塞??
  • ????pthread_mutex_unlock(&mutex);???
  • ??????
  • ????//?接收數(shù)據(jù)??
  • ????while((recv_len?=?recv(connfd,?recv_buf,?sizeof(recv_buf),?0))?>?0)??
  • ????{??
  • ????????printf("recv_buf:?%s\n",?recv_buf);?//?打印數(shù)據(jù)??
  • ????????send(connfd,?recv_buf,?recv_len,?0);?//?給客戶端回數(shù)據(jù)??
  • ????}??
  • ??????
  • ????printf("client?closed!\n");??
  • ????close(connfd);??//關(guān)閉已連接套接字??
  • ??????
  • ????return??NULL;??
  • }??
  • ??
  • //===============================================================??
  • //?語法格式:????void?main(void)??
  • //?實現(xiàn)功能:????主函數(shù),建立一個TCP并發(fā)服務(wù)器??
  • //?入口參數(shù):????無??
  • //?出口參數(shù):????無??
  • //===============================================================??
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????int?sockfd?=?0;?????????????//?套接字??
  • ????int?connfd?=?0;??
  • ????int?err_log?=?0;??
  • ????struct?sockaddr_in?my_addr;?//?服務(wù)器地址結(jié)構(gòu)體??
  • ????unsigned?short?port?=?8080;?//?監(jiān)聽端口??
  • ????pthread_t?thread_id;??
  • ??????
  • ????pthread_mutex_init(&mutex,?NULL);?//?初始化互斥鎖,互斥鎖默認是打開的??
  • ??????
  • ????printf("TCP?Server?Started?at?port?%d!\n",?port);??
  • ??????
  • ????sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);???//?創(chuàng)建TCP套接字??
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("socket?error");??
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????bzero(&my_addr,?sizeof(my_addr));??????//?初始化服務(wù)器地址??
  • ????my_addr.sin_family?=?AF_INET;??
  • ????my_addr.sin_port???=?htons(port);??
  • ????my_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);??
  • ??????
  • ??????
  • ????printf("Binding?server?to?port?%d\n",?port);??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????err_log?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr*)&my_addr,?sizeof(my_addr));??
  • ????if(err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("bind");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?監(jiān)聽,套接字變被動??
  • ????err_log?=?listen(sockfd,?10);??
  • ????if(?err_log?!=?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("listen");??
  • ????????close(sockfd);????????
  • ????????exit(-1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????printf("Waiting?client...\n");??
  • ??????
  • ????while(1)??
  • ????{??
  • ????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?"";?????//?用于保存客戶端IP地址??
  • ????????struct?sockaddr_in?client_addr;????????//?用于保存客戶端地址??
  • ????????socklen_t?cliaddr_len?=?sizeof(client_addr);???//?必須初始化!!!??
  • ??????????
  • ????????//?上鎖,在沒有解鎖之前,pthread_mutex_lock()會阻塞??
  • ????????pthread_mutex_lock(&mutex);???
  • ??????????
  • ????????//獲得一個已經(jīng)建立的連接?????
  • ????????connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr*)&client_addr,?&cliaddr_len);????????????????????????????????
  • ????????if(connfd?<?0)??
  • ????????{??
  • ????????????perror("accept?this?time");??
  • ????????????continue;??
  • ????????}??
  • ??????????
  • ????????//?打印客戶端的?ip?和端口??
  • ????????inet_ntop(AF_INET,?&client_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????printf("----------------------------------------------\n");??
  • ????????printf("client?ip=%s,port=%d\n",?cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));??
  • ??????????
  • ????????if(connfd?>?0)??
  • ????????{??
  • ????????????//給回調(diào)函數(shù)傳的參數(shù),&connfd,地址傳遞??
  • ????????????pthread_create(&thread_id,?NULL,?(void?*)client_process,?(void?*)&connfd);??//創(chuàng)建線程??
  • ????????????pthread_detach(thread_id);?//?線程分離,結(jié)束時自動回收資源??
  • ????????}??
  • ????}??
  • ??????
  • ????close(sockfd);??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • I/O復(fù)用服務(wù)器

    I/O 復(fù)用技術(shù)是為了解決進程或線程阻塞到某個 I/O 系統(tǒng)調(diào)用而出現(xiàn)的技術(shù),使進程不阻塞于某個特定的 I/O 系統(tǒng)調(diào)用。它也可用于并發(fā)服務(wù)器的設(shè)計,常用函數(shù) select() 或 epoll() 來實現(xiàn)。詳情,請看《select、poll、epoll的區(qū)別使用》。 [objc] view plaincopy
  • socket(...);?//?創(chuàng)建套接字??
  • bind(...);???//?綁定??
  • listen(...);?//?監(jiān)聽??
  • ??
  • while(1)??
  • {??
  • ????if(select(...)?>?0)?//?檢測監(jiān)聽套接字是否可讀??
  • ????{??
  • ????????if(FD_ISSET(...)>0)?//?套接字可讀,證明有新客戶端連接服務(wù)器????
  • ????????{??
  • ????????????accpet(...);//?取出已經(jīng)完成的連接??
  • ????????????process(...);//?處理請求,反饋結(jié)果??
  • ????????}??
  • ????}??
  • ????close(...);?//?關(guān)閉連接套接字:accept()返回的套接字??
  • }??

  • 示例代碼如下:

    [cpp] view plaincopy
  • #include?<stdio.h>???
  • #include?<unistd.h>??
  • #include?<stdlib.h>??
  • #include?<errno.h>??
  • #include?<string.h>??
  • #include?<sys/socket.h>??
  • #include?<sys/types.h>??
  • #include?<netinet/in.h>??
  • #include?<arpa/inet.h>??
  • #include?<sys/select.h>??
  • ??
  • #define?SERV_PORT?8080??
  • #define?LIST?20????????????????//服務(wù)器最大接受連接??
  • #define?MAX_FD?10??????????????//FD_SET支持描述符數(shù)量??
  • ??
  • ??
  • int?main(int?argc,?char?*argv[])??
  • {??
  • ????int?sockfd;??
  • ????int?err;??
  • ????int?i;??
  • ????int?connfd;??
  • ????int?fd_all[MAX_FD];?//保存所有描述符,用于select調(diào)用后,判斷哪個可讀??
  • ??????
  • ????//下面兩個備份原因是select調(diào)用后,會發(fā)生變化,再次調(diào)用select前,需要重新賦值??
  • ????fd_set?fd_read;????//FD_SET數(shù)據(jù)備份??
  • ????fd_set?fd_select;??//用于select??
  • ??
  • ????struct?timeval?timeout;?????????//超時時間備份??
  • ????struct?timeval?timeout_select;??//用于select??
  • ??????
  • ????struct?sockaddr_in?serv_addr;???//服務(wù)器地址??
  • ????struct?sockaddr_in?cli_addr;????//客戶端地址??
  • ????socklen_t?serv_len;??
  • ????socklen_t?cli_len;??
  • ??????
  • ????//超時時間設(shè)置??
  • ????timeout.tv_sec?=?10;??
  • ????timeout.tv_usec?=?0;??
  • ??????
  • ????//創(chuàng)建TCP套接字??
  • ????sockfd?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);??
  • ????if(sockfd?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("fail?to?socket");??
  • ????????exit(1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//?配置本地地址??
  • ????memset(&serv_addr,?0,?sizeof(serv_addr));??
  • ????serv_addr.sin_family?=?AF_INET;?????????//?ipv4??
  • ????serv_addr.sin_port?=?htons(SERV_PORT);??//?端口,?8080??
  • ????serv_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);?//?ip??
  • ??
  • ??
  • ????serv_len?=?sizeof(serv_addr);??
  • ??????
  • ????//?綁定??
  • ????err?=?bind(sockfd,?(struct?sockaddr?*)&serv_addr,?serv_len);??
  • ????if(err?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("fail?to?bind");??
  • ????????exit(1);??
  • ????}??
  • ??
  • ????//?監(jiān)聽??
  • ????err?=?listen(sockfd,?LIST);??
  • ????if(err?<?0)??
  • ????{??
  • ????????perror("fail?to?listen");??
  • ????????exit(1);??
  • ????}??
  • ??????
  • ????//初始化fd_all數(shù)組??
  • ????memset(&fd_all,?-1,?sizeof(fd_all));??
  • ??
  • ????fd_all[0]?=?sockfd;???//第一個為監(jiān)聽套接字??
  • ??????
  • ????FD_ZERO(&fd_read);??//?清空??
  • ????FD_SET(sockfd,?&fd_read);??//將監(jiān)聽套接字加入fd_read??
  • ??
  • ????int?maxfd;??
  • ????maxfd?=?fd_all[0];??//監(jiān)聽的最大套接字??
  • ??????
  • ????while(1){??
  • ??????
  • ????????//?每次都需要重新賦值,fd_select,timeout_select每次都會變??
  • ????????fd_select?=?fd_read;??
  • ????????timeout_select?=?timeout;??
  • ??????????
  • ????????//?檢測監(jiān)聽套接字是否可讀,沒有可讀,此函數(shù)會阻塞??
  • ????????//?只要有客戶連接,或斷開連接,select()都會往下執(zhí)行??
  • ????????err?=?select(maxfd+1,?&fd_select,?NULL,?NULL,?NULL);??
  • ????????//err?=?select(maxfd+1,?&fd_select,?NULL,?NULL,?(struct?timeval?*)&timeout_select);??
  • ????????if(err?<?0)??
  • ????????{??
  • ????????????????perror("fail?to?select");??
  • ????????????????exit(1);??
  • ????????}??
  • ??
  • ????????if(err?==?0){??
  • ????????????printf("timeout\n");??
  • ????????}??
  • ??????????
  • ????????//?檢測監(jiān)聽套接字是否可讀??
  • ????????if(?FD_ISSET(sockfd,?&fd_select)?){//可讀,證明有新客戶端連接服務(wù)器??
  • ??????????????
  • ????????????cli_len?=?sizeof(cli_addr);??
  • ??????????????
  • ????????????//?取出已經(jīng)完成的連接??
  • ????????????connfd?=?accept(sockfd,?(struct?sockaddr?*)&cli_addr,?&cli_len);??
  • ????????????if(connfd?<?0)??
  • ????????????{??
  • ????????????????perror("fail?to?accept");??
  • ????????????????exit(1);??
  • ????????????}??
  • ??????????????
  • ????????????//?打印客戶端的?ip?和端口??
  • ????????????char?cli_ip[INET_ADDRSTRLEN]?=?{0};??
  • ????????????inet_ntop(AF_INET,?&cli_addr.sin_addr,?cli_ip,?INET_ADDRSTRLEN);??
  • ????????????printf("----------------------------------------------\n");??
  • ????????????printf("client?ip=%s,port=%d\n",?cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));??
  • ??????????????
  • ????????????//?將新連接套接字加入?fd_all?及?fd_read??
  • ????????????for(i=0;?i?<?MAX_FD;?i++){??
  • ????????????????if(fd_all[i]?!=?-1){??
  • ????????????????????continue;??
  • ????????????????}else{??
  • ????????????????????fd_all[i]?=?connfd;??
  • ????????????????????printf("client?fd_all[%d]?join\n",?i);??
  • ????????????????????break;??
  • ????????????????}??
  • ????????????}??
  • ??????????????
  • ????????????FD_SET(connfd,?&fd_read);??
  • ??????????????
  • ????????????if(maxfd?<?connfd)??
  • ????????????{??
  • ????????????????maxfd?=?connfd;??//更新maxfd??
  • ????????????}??
  • ??????????
  • ????????}??
  • ??????????
  • ????????//從1開始查看連接套接字是否可讀,因為上面已經(jīng)處理過0(sockfd)??
  • ????????for(i=1;?i?<?maxfd;?i++){??
  • ????????????if(FD_ISSET(fd_all[i],?&fd_select)){??
  • ????????????????printf("fd_all[%d]?is?ok\n",?i);??
  • ??????????????????
  • ????????????????char?buf[1024]={0};??//讀寫緩沖區(qū)??
  • ????????????????int?num?=?read(fd_all[i],?buf,?1024);??
  • ????????????????if(num?>?0){??
  • ??
  • ????????????????????//收到?客戶端數(shù)據(jù)并打印??
  • ????????????????????printf("receive?buf?from?client?fd_all[%d]?is:?%s\n",?i,?buf);??
  • ??????????????????????
  • ????????????????????//回復(fù)客戶端??
  • ????????????????????num?=?write(fd_all[i],?buf,?num);??
  • ????????????????????if(num?<?0){??
  • ????????????????????????perror("fail?to?write?");??
  • ????????????????????????exit(1);??
  • ????????????????????}else{??
  • ????????????????????????//printf("send?reply\n");??
  • ????????????????????}??
  • ??????????????????????
  • ??????????????????????
  • ????????????????}else?if(0?==?num){?//?客戶端斷開時??
  • ??????????????????????
  • ????????????????????//客戶端退出,關(guān)閉套接字,并從監(jiān)聽集合清除??
  • ????????????????????printf("client:fd_all[%d]?exit\n",?i);??
  • ????????????????????FD_CLR(fd_all[i],?&fd_read);??
  • ????????????????????close(fd_all[i]);??
  • ????????????????????fd_all[i]?=?-1;??
  • ??????????????????????
  • ????????????????????continue;??
  • ????????????????}??
  • ??????????????????
  • ????????????}else?{??
  • ????????????????//printf("no?data\n");????????????????????
  • ????????????}??
  • ????????}??
  • ??????
  • ????}??
  • ??????
  • ????return?0;??
  • }??

  • 運行結(jié)果如下:



    本教程示例代碼下載請點此處。


    參考于:http://blog.chinaunix.net


    總結(jié)

    以上是生活随笔為你收集整理的linux网络编程之并发服务器的三种实现模型 (超级经典)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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