一.并发服务器模型
常用的TCP服务器模型，我们上节写的是TCP循环服务器模型，这种模型很大的弊端就是没办法实现并发，在此基础上进行优化，就出现了多线程和多进程的服务器。
他们的解决思路都是相同的，他们的数据处理都是单独在开一个线程或者进程进行处理。
多线程和多进程的服务器模型是比较常见的，他们之间各具优势，需要根据不同应用场景进行选择。
二.多线程并发实例
客户端的实现和之前的代码相同，不做重点关注。
server.c
#include <pthread.h>
#include "net.h"
void cli_data_handle (void *arg);
int main (void)
{
int fd = -1;
struct sockaddr_in sin;
/* 1. 创建socket fd */
if ((fd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror ("socket");
exit (1);
}
/*优化4： 允许绑定地址快速重用 */
int b_reuse = 1;
setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof (int));
/*2. 绑定 */
/*2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
bzero (&sin, sizeof (sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons (SERV_PORT); //网络字节序的端口号
/*优化1: 让服务器程序能绑定在任意的IP上 */
#if 1
sin.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
#else
if (inet_pton (AF_INET, SERV_IP_ADDR, (void *) &sin.sin_addr) != 1) {
perror ("inet_pton");
exit (1);
}
#endif
/*2.2 绑定 */
if (bind (fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof (sin)) < 0) {
perror ("bind");
exit (1);
}
/*3. 调用listen()把主动套接字变成被动套接字 */
if (listen (fd, BACKLOG) < 0) {
perror ("listen");
exit (1);
}
printf ("Server starting....OK!\n");
int newfd = -1;
/*4. 阻塞等待客户端连接请求 */
/* 优化： 用多进程/多线程处理已经建立号连接的客户端数据 */
pthread_t tid;
struct sockaddr_in cin;
socklen_t addrlen = sizeof (cin);
while (1) {
if ((newfd = accept (fd, (struct sockaddr *) &cin, &addrlen)) < 0) {
perror ("accept");
exit (1);
}
char ipv4_addr[16];
if (!inet_ntop (AF_INET, (void *) &cin.sin_addr, ipv4_addr, sizeof (cin))) {
perror ("inet_ntop");
exit (1);
}
printf ("Clinet(%s:%d) is connected!\n", ipv4_addr, htons (cin.sin_port));
pthread_create (&tid, NULL, (void *) cli_data_handle, (void *) &newfd);
}
close (fd);
return 0;
}
void cli_data_handle (void *arg)
{
int newfd = *(int *) arg;
printf ("handler thread: newfd =%d\n", newfd);
//..和newfd进行数据读写
int ret = -1;
char buf[BUFSIZ];
while (1) {
bzero (buf, BUFSIZ);
do {
ret = read (newfd, buf, BUFSIZ - 1);
} while (ret < 0 && EINTR == errno);
if (ret < 0) {
perror ("read");
exit (1);
}
if (!ret) { //对方已经关闭
break;
}
printf ("Receive data: %s\n", buf);
if (!strncasecmp (buf, QUIT_STR, strlen (QUIT_STR))) { //用户输入了quit字符
printf ("Client(fd=%d) is exiting!\n", newfd);
break;
}
}
close (newfd);
}
从上面的代码中我们也可以清晰的看出，和之前的代码整体修改的内容并不多，socket创建,绑定，监听，都是相同的在主循环中accept在阻塞等待客户端的连接，得到是哪个客户端连接进来，然后打印一下信息。整个的一个连接过程就算完成了，然后创建一个线程用API函数pthread_create(),然后在线程内部进行数据的处理，处理完成后，回收连接，回收线程，整个过程完毕。
三.多进程的并发服务器
server.c
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include "net.h"
void cli_data_handle (void *arg);
void sig_child_handle(int signo)
{
if(SIGCHLD == signo) {
waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
}
}
int main (void)
{
int fd = -1;
struct sockaddr_in sin;
signal(SIGCHLD, sig_child_handle);
/* 1. 创建socket fd */
if ((fd = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror ("socket");
exit (1);
}
/*优化4： 允许绑定地址快速重用 */
int b_reuse = 1;
setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &b_reuse, sizeof (int));
/*2. 绑定 */
/*2.1 填充struct sockaddr_in结构体变量 */
bzero (&sin, sizeof (sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons (SERV_PORT); //网络字节序的端口号
/*优化1: 让服务器程序能绑定在任意的IP上 */
#if 1
sin.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY);
#else
if (inet_pton (AF_INET, SERV_IP_ADDR, (void *) &sin.sin_addr) != 1) {
perror ("inet_pton");
exit (1);
}
#endif
/*2.2 绑定 */
if (bind (fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof (sin)) < 0) {
perror ("bind");
exit (1);
}
/*3. 调用listen()把主动套接字变成被动套接字 */
if (listen (fd, BACKLOG) < 0) {
perror ("listen");
exit (1);
}
printf ("Server starting....OK!\n");
int newfd = -1;
/*4. 阻塞等待客户端连接请求 */
struct sockaddr_in cin;
socklen_t addrlen = sizeof (cin);
while(1) {
pid_t pid = -1;
if ((newfd = accept (fd, (struct sockaddr *) &cin, &addrlen)) < 0) {
perror ("accept");
break;
}
/*创建一个子进程用于处理已建立连接的客户的交互数据*/
if((pid = fork()) < 0) {
perror("fork");
break;
}
if(0 == pid) { //子进程中
close(fd);
char ipv4_addr[16];
if (!inet_ntop (AF_INET, (void *) &cin.sin_addr, ipv4_addr, sizeof (cin))) {
perror ("inet_ntop");
exit (1);
}
printf ("Clinet(%s:%d) is connected!\n", ipv4_addr, ntohs(cin.sin_port));
cli_data_handle(&newfd);
return 0;
} else { //实际上此处 pid >0, 父进程中
close(newfd);
}
}
close (fd);
return 0;
}
void cli_data_handle (void *arg)
{
int newfd = *(int *) arg;
printf ("Child handling process: newfd =%d\n", newfd);
//..和newfd进行数据读写
int ret = -1;
char buf[BUFSIZ];
while (1) {
bzero (buf, BUFSIZ);
do {
ret = read (newfd, buf, BUFSIZ - 1);
} while (ret < 0 && EINTR == errno);
if (ret < 0) {
perror ("read");
exit (1);
}
if (!ret) { //对方已经关闭
break;
}
printf ("Receive data: %s\n", buf);
if (!strncasecmp (buf, QUIT_STR, strlen (QUIT_STR))) { //用户输入了quit字符
printf ("Client(fd=%d) is exiting!\n", newfd);
break;
}
}
close (newfd);
}
和线程的处理是非常相似的，使用fork创建子进程，在该进程中进行数据处理，然后创建了一个信号，当子进程结束后触发信号完成子进程的回收。
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