(P16)socket編程(六)

1.TCP回射客戶/服務器

  • TCP客戶/服務器程序
    (1)TCP是基於流的,消息與消息之間是沒有邊界的,我們不能假定一次讀操作就返回了整個消息。
    所以可以用\n來區分消息之間的邊界每一行都有一個\n字符,所以就封裝了readline方法來按行讀取。

  • 發送不能保證一次調用write方法就將 tcp應用層的所有緩衝區拷貝至套接口緩衝區,所以封裝了writen方法了,進行了更可靠的發送
    在這裏插入圖片描述

  • eg:NetworkProgramming-master (1)\LinuxNetworkProgramming\P11echo_srv.c

//
// Created by wangji on 19-8-6.
//

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

#include <sys/wait.h>

using namespace std;
//消息通過鍵盤輸出,消息之間的邊界就是/n,就不需要下面的結構體
// struct packet
// {
//     int len;
//     char buf[1024];
// };

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}

ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        // recv有數據就返回,沒有數據就阻塞
        //若對方套接口關閉,則返回爲0
        //recv只能用於套接口
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); 
        if (ret == -1 && errno == EINTR)//EINTR表示被信號中斷
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

//readline只能用於套接口,因爲使用了recv_peek函數
ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;//maxline一行最大的字節數,但是讀取到\n就可以返回
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);//這裏只是偷窺了緩衝區的數據,但是沒有移走
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)//ret == 0表示對方關閉套接口
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;

        //判斷接收緩衝區是否有\n
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')//若有\n,則將其作爲一條消息讀走
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);//將數據從緩衝區移除,讀取到i,說明有i+1個數據,包括\n
                if (ret != i+1)//接收到的字節數不等於i+1,說明失敗
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;//返回一條消息
            }
        }
        
        //  若沒有\n,說明還不滿一條消息,也需要將數據讀出來,放到緩衝區bufp

        if (nread > nleft)//從緩衝區讀到的字節數要小於剩餘字節數,否則有問題
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;//指針偏移,將數據放到屁股後面
    }
    return -1;
}

void echo_srv(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];

    int n;
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = readline(connfd, recvbuf, 1024);//按行接收到緩衝區
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(connfd, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }

}

// void handle_sigchld(int sig)
// {
//     // wait(NULL);//捕獲子進程的退出狀態。man 2 wait,NULL:這裏退出狀態不關心
//     // waitpid(-1, NULL, WNOHANG);//可以等待所有子進程,WNOHANG表示不掛起

//     //輪詢子進程的退出狀態
//     while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0 )//將所有子進程的退出狀態進行返回, >0表示等待到了一個子進程
//         ;//由於指定WNOHANG,則沒有子進程退出則返回-1,退出while
// }


int main(int argc, char** argv) {

    // signal(SIGCHLD , SIG_IGN);//SIGCHLD可以忽略殭屍進程,不建議採用
    // signal(SIGCHLD, handle_sigchld);

    // 1. 創建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 確保time_wait狀態下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0) {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 綁定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待連接請求狀態
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允許連接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof peeraddr;


    // 6. 數據交換
    pid_t pid;
    while (1) {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1) {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        if (pid == 0)   // 子進程
        {
            close(listenfd);
            echo_srv(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
    // 7. 斷開連接
    close(listenfd);


    return 0;
}
  • NetworkProgramming-master (1)\LinuxNetworkProgramming\P11echo_cli.c
//
// Created by wangji on 19-8-6.
//

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


using namespace std;

struct packet
{
    int len;
    char buf[1024];
};

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}


ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); // 查看傳入消息
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, buf, nleft);
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
                if (ret != i+1)
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;
            }
        }
        if (nread > nleft)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;
    }
    return -1;
}

void echo_cli(int sock)
{
    char recvbuf[1024]= [0];
    char sendbuf[1024]= [0];
    // struct packet recvbuf;
    // struct packet sendbuf;
    memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
    memset(sendbuf, 0, sizeof sendbuf);
    int n = 0;
    while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)   // 鍵盤輸入獲取,默認帶\n
    {
        writen(sockfd, sendbuf, strlen(sendbuf)); // 寫入服務器

        int ret = readline(sockfd, recvbuf, sizeof(recvbuf));    // 服務器讀取
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("server close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout); // 服務器返回數據輸出

        // 清空
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
        memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
    }
}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 創建套接字
    int sockfd;
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    // 3. 請求鏈接
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("connect");
    }

    struct sockaddr_in localaddr;//本地地址
    socklen_t addrlen = sizeof(localaddr);//要有初始值,和accept是一樣的

    //已連接的套接口sockfd,既有本地地址,又有對等方的地址
    if (getsockname(sockfd, (struct sockaddr*)&localaddr, &addrlen) < 0)
    {
        ERR_EXIT("getsockname");
    }
    printf("id = %s, ", inet_ntoa(localaddr.sin_addr));
    printf("port = %d\n", ntohs(localaddr.sin_port));

    // 4. 數據交換
    echo_cli(sockfd);

    // 5. 斷開連接
    close(sockfd);


    return 0;
}
  • 測試:
    在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述

2.TCP是個流協議

  • TCP是基於字節流傳輸的,只維護髮送出去多少,確認了多少,沒有維護消息與消息之間的邊界,因而可能導致粘包問題
  • 粘包問題解決方案是在應用層維護消息邊界

3.僵進程與SIGCHLD信號

  • (1)方法1,不建議採用
signal(SIGCHLD , SIG_IGN);
忽略SIGCHLD信號;
  • (2)方法2:
signal(SIGCHLD, handle_sigchld);
捕捉SIGCHLD信號,來避免殭屍進程
  • 方法1的eg:NetworkProgramming-master (1)\LinuxNetworkProgramming\P11echo_srv.c
//
// Created by wangji on 19-8-6.
//

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

#include <sys/wait.h>

using namespace std;
//消息通過鍵盤輸出,消息之間的邊界就是/n,就不需要下面的結構體
// struct packet
// {
//     int len;
//     char buf[1024];
// };

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}

ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        // recv有數據就返回,沒有數據就阻塞
        //若對方套接口關閉,則返回爲0
        //recv只能用於套接口
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); 
        if (ret == -1 && errno == EINTR)//EINTR表示被信號中斷
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

//readline只能用於套接口,因爲使用了recv_peek函數
ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;//maxline一行最大的字節數,但是讀取到\n就可以返回
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);//這裏只是偷窺了緩衝區的數據,但是沒有移走
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)//ret == 0表示對方關閉套接口
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;

        //判斷接收緩衝區是否有\n
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')//若有\n,則將其作爲一條消息讀走
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);//將數據從緩衝區移除,讀取到i,說明有i+1個數據,包括\n
                if (ret != i+1)//接收到的字節數不等於i+1,說明失敗
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;//返回一條消息
            }
        }
        
        //  若沒有\n,說明還不滿一條消息,也需要將數據讀出來,放到緩衝區bufp

        if (nread > nleft)//從緩衝區讀到的字節數要小於剩餘字節數,否則有問題
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;//指針偏移,將數據放到屁股後面
    }
    return -1;
}

void echo_srv(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];

    int n;
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = readline(connfd, recvbuf, 1024);//按行接收到緩衝區
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(connfd, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }

}

void handle_sigchld(int sig)
{
    wait(NULL);//捕獲子進程的退出狀態。man 2 wait,NULL:這裏退出狀態不關心
    // waitpid(-1, NULL, WNOHANG);//可以等待所有子進程,WNOHANG表示不掛起

    //輪詢子進程的退出狀態
    // while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0 )//將所有子進程的退出狀態進行返回, >0表示等待到了一個子進程
        ;//由於指定WNOHANG,則沒有子進程退出則返回-1,退出while
}


int main(int argc, char** argv) {

    signal(SIGCHLD , SIG_IGN);//SIGCHLD可以忽略殭屍進程,不建議採用
    // signal(SIGCHLD, handle_sigchld);

    // 1. 創建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 確保time_wait狀態下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0) {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 綁定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待連接請求狀態
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允許連接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof peeraddr;


    // 6. 數據交換
    pid_t pid;
    while (1) {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1) {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        if (pid == 0)   // 子進程
        {
            close(listenfd);
            echo_srv(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
    // 7. 斷開連接
    close(listenfd);


    return 0;
}
  • 客戶端代碼同:NetworkProgramming-master (1)\LinuxNetworkProgramming\P11echo_cli.c

  • 測試:將客戶端關閉,服務端就沒有殭屍進程了
    在這裏插入圖片描述

  • 若服務端的多個子進程同時退出,則wait僅僅等待第一個子進程退出就返回了,此時需要waitpid
    有5個客戶端連接服務器,同時退出的情況
    在這裏插入圖片描述

  • eg:5個客戶端的代碼:NetworkProgramming-master (1)\LinuxNetworkProgramming\P11echocli5.cpp

//
// Created by wangji on 19-8-6.
//

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


using namespace std;

struct packet
{
    int len;
    char buf[1024];
};

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}


ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); // 查看傳入消息
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, buf, nleft);
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
                if (ret != i+1)
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;
            }
        }
        if (nread > nleft)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;
    }
    return -1;
}

void ehco_cli(int sockfd)
{
    char recvbuf[1024];
    char sendbuf[1024];
    // struct packet recvbuf;
    // struct packet sendbuf;
    memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
    memset(sendbuf, 0, sizeof sendbuf);
    int n = 0;
    while (fgets(sendbuf, sizeof sendbuf, stdin) != NULL)   // 鍵盤輸入獲取
    {
        writen(sockfd, sendbuf, strlen(sendbuf)); // 寫入服務器

        int ret = readline(sockfd, recvbuf, sizeof recvbuf);    // 服務器讀取
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("server close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout); // 服務器返回數據輸出

        // 清空
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        memset(sendbuf, 0, sizeof sendbuf);
    }
}

int main(int argc, char** argv) {
    // 1. 創建套接字
    int sockfd[5];
    int i;
    for (i = 0; i < 5; ++i)
    {
        if ((sockfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
            ERR_EXIT("socket");
        }

        // 2. 分配套接字地址
        struct sockaddr_in servaddr;
        memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_port = htons(6666);
        // servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
        // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

        // 3. 請求鏈接
        if (connect(sockfd[i], (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
            ERR_EXIT("connect");
        }

        struct sockaddr_in localaddr;
        socklen_t addrlen = sizeof localaddr;
        if (getsockname(sockfd[i], (struct sockaddr*)&localaddr, &addrlen) < 0)
        {
            ERR_EXIT("getsockname");
        }
        printf("id = %s, ", inet_ntoa(localaddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(localaddr.sin_port));

    }
    // 4. 數據交換
    ehco_cli(sockfd[0]);

    // 5. 斷開連接
    close(sockfd[0]);


    return 0;
}
  • eg:服務端代碼
//
// Created by wangji on 19-8-6.
//

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

#include <sys/wait.h>

using namespace std;
//消息通過鍵盤輸出,消息之間的邊界就是/n,就不需要下面的結構體
// struct packet
// {
//     int len;
//     char buf[1024];
// };

#define ERR_EXIT(m) \
        do  \
        {   \
            perror(m);  \
            exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0);

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;   // 剩餘字節數
    ssize_t nread;
    char *bufp = (char*) buf;

    while (nleft > 0)
    {
        nread = read(fd, bufp, nleft);
        if (nread < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return  -1;
        } else if (nread == 0)
        {
            return count - nleft;
        }

        bufp += nread;
        nleft -= nread;
    }
    return count;
}

ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft = count;
    ssize_t nwritten;
    char* bufp = (char*)buf;

    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
                continue;
            }
            return -1;
        }
        else if (nwritten == 0)
        {
            continue;
        }
        bufp += nwritten;
        nleft -= nwritten;
    }
    return count;
}

ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
        // recv有數據就返回,沒有數據就阻塞
        //若對方套接口關閉,則返回爲0
        //recv只能用於套接口
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); 
        if (ret == -1 && errno == EINTR)//EINTR表示被信號中斷
        {
            continue;
        }
        return ret;
    }
}

//readline只能用於套接口,因爲使用了recv_peek函數
ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = (char*)buf;    // 當前指針位置
    int nleft = maxline;//maxline一行最大的字節數,但是讀取到\n就可以返回
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);//這裏只是偷窺了緩衝區的數據,但是沒有移走
        if (ret < 0)
        {
            return ret;
        }
        else if (ret == 0)//ret == 0表示對方關閉套接口
        {
            return ret;
        }
        nread = ret;

        //判斷接收緩衝區是否有\n
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')//若有\n,則將其作爲一條消息讀走
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i+1);//將數據從緩衝區移除,讀取到i,說明有i+1個數據,包括\n
                if (ret != i+1)//接收到的字節數不等於i+1,說明失敗
                {
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                return ret;//返回一條消息
            }
        }
        
        //  若沒有\n,說明還不滿一條消息,也需要將數據讀出來,放到緩衝區bufp

        if (nread > nleft)//從緩衝區讀到的字節數要小於剩餘字節數,否則有問題
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
        {
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        bufp += nread;//指針偏移,將數據放到屁股後面
    }
    return -1;
}

void echo_srv(int connfd)
{
    char recvbuf[1024];

    int n;
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof recvbuf);
        int ret = readline(connfd, recvbuf, 1024);//按行接收到緩衝區
        if (ret == -1)
        {
            ERR_EXIT("readline");
        }
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }

        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(connfd, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }

}

void handle_sigchld(int sig)
{
    wait(NULL);//捕獲子進程的退出狀態。man 2 wait,NULL:這裏退出狀態不關心
    // waitpid(-1, NULL, WNOHANG);//可以等待所有子進程,WNOHANG表示不掛起

    //輪詢子進程的退出狀態
    // while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0 )//將所有子進程的退出狀態進行返回, >0表示等待到了一個子進程
        ;//由於指定WNOHANG,則沒有子進程退出則返回-1,退出while
}


int main(int argc, char** argv) {

    signal(SIGCHLD , SIG_IGN);//SIGCHLD可以忽略殭屍進程,不建議採用
    // signal(SIGCHLD, handle_sigchld);

    // 1. 創建套接字
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0) {
        ERR_EXIT("socket");
    }

    // 2. 分配套接字地址
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof servaddr);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(6666);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    // inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);

    int on = 1;
    // 確保time_wait狀態下同一端口仍可使用
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on) < 0) {
        ERR_EXIT("setsockopt");
    }

    // 3. 綁定套接字地址
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof servaddr) < 0) {
        ERR_EXIT("bind");
    }
    // 4. 等待連接請求狀態
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0) {
        ERR_EXIT("listen");
    }
    // 5. 允許連接
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof peeraddr;


    // 6. 數據交換
    pid_t pid;
    while (1) {
        int connfd;
        if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &peeraddr, &peerlen)) < 0) {
            ERR_EXIT("accept");
        }

        printf("id = %s, ", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr));
        printf("port = %d\n", ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();

        if (pid == -1) {
            ERR_EXIT("fork");
        }
        if (pid == 0)   // 子進程
        {
            close(listenfd);
            echo_srv(connfd);
            //printf("child exit\n");
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            //printf("parent exit\n");
            close(connfd);
        }


    }
    // 7. 斷開連接
    close(listenfd);


    return 0;
}
  • 測試:
    在這裏插入圖片描述
    在這裏插入圖片描述
    退出一個客戶端,但是有4個服務端子進程處於殭屍狀態。因爲服務端程序的wait只能返回一個子進程
    在這裏插入圖片描述

  • 若不加while循環直接使用waitpid。5個客戶端代碼不變,服務端需要修改的代碼如下:


void handle_sigchld(int sig)
{
    // wait(NULL);//捕獲子進程的退出狀態。man 2 wait,NULL:這裏退出狀態不關心
    waitpid(-1, NULL, WNOHANG);//可以等待所有子進程,WNOHANG表示不掛起

    //輪詢子進程的退出狀態
    // while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0 )//將所有子進程的退出狀態進行返回, >0表示等待到了一個子進程
        ;//由於指定WNOHANG,則沒有子進程退出則返回-1,退出while
}


int main(int argc, char** argv) {

    // signal(SIGCHLD , SIG_IGN);//SIGCHLD可以忽略殭屍進程,不建議採用
    signal(SIGCHLD, handle_sigchld);


  • 結果:
    在這裏插入圖片描述
  • 原因解釋如下:
    關閉客戶端後,服務器段出現了3個或者4個殭屍進程的原因。
    當客戶端終止時,會向服務器端發送FIN,服務器端收到FIN=0,就會退出子進程,迴向父進程發送SIGCHLD信號,若這些信號同時到達的話,則只可能處理一個,因爲這些不可靠信號不支持排隊的,只處理一個則出現了4個殭屍進程,若不是同時到達,若SIGCHLD被執行2次,那麼就出現了3個殭屍進程
    在這裏插入圖片描述
  • 5個客戶端不變,服務端修改爲:waitpid加上while循環
void handle_sigchld(int sig)
{
    // wait(NULL);//捕獲子進程的退出狀態。man 2 wait,NULL:這裏退出狀態不關心
    // waitpid(-1, NULL, WNOHANG);//可以等待所有子進程,WNOHANG表示不掛起

    //輪詢子進程的退出狀態
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0 )//將所有子進程的退出狀態進行返回, >0表示等待到了一個子進程
        ;//由於指定WNOHANG,則沒有子進程退出則返回-1,退出while
}


int main(int argc, char** argv) {

    // signal(SIGCHLD , SIG_IGN);//SIGCHLD可以忽略殭屍進程,不建議採用
    signal(SIGCHLD, handle_sigchld);

  • 結果:
    此時沒有殭屍進程了
    在這裏插入圖片描述

  • Makefile文件

.PHONY:clean all
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
BIN=echosrv echocli echocli2
all:$(BIN)
%.o:%.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
clean:
	rm -f *.o $(BIN)
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章