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C/S架构学习之多进程实现TCP并发服务器

news 2025/7/13 5:37:48

多进程实现TCP并发服务器的实现流程：
一、自定义信号处理函数（sig_func函数）：

	void sig_func(int signum){wait(NULL);}

wait函数:

	#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>pid_t wait(int *wstatus);/*功能：wait函数是在父进程中使用，用来回收子进程的资源。这个函数会阻塞等待任意一个子进程退出。子进程在退出的时候exit的参数可以被父进程接收到。参数：wstatus：用来获取子进程退出的信息的。如果不关心子进程退出的状态，可以传NULL如果关心子进程退出的状态，可以传一个int类型变量的地址。0-6 ：7个bit位表示终止子进程的信号的编号8-15：8个bit位表示子进程退出的状态WIFEXITED(wstatus) 	为true	说明子进程是正常结束WEXITSTATUS(wstatus) 	如果子进程是正常的退出的 使用这个宏可以获取子进程退出的值WIFSIGNALED(wstatus) 为true	说明子进程是被信号中断的WTERMSIG(wstatus)  	如果子进程是被信号中断的 使用这个宏可以获取终止子进程的信号的编号返回值：成功  	返回退出的子进程的pid失败  	-1  	重置错误码 */

二、创建套接字（socket函数）：
通信域选择IPV4网络协议、套接字类型选择流式；

	int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //通信域选择IPV4、套接字类型选择流式

三、填充服务器的网络信息结构体：
1.定义网络信息结构体变量；
2.求出结构体变量的内存空间大小；
3.结构体清零；
4.使用IPV4网络协议；
5.在终端输入的IP地址，即inet_addr(argv[1])；
6.在终端输入的网络字节序的端口号，即htons(atoi(argv[2]))；

	struct sockaddr_in serveraddr; //定义网络信息结构体变量socklen_t serveraddrlen = sizeof(serveraddr);//求出结构体变量的内存空间大小memset(&serveraddr,0,serveraddrlen); //结构体清零serveraddr.sin_family = AF_INET;  //使用IPV4网络协议serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);  //IP地址serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//网络字节序的端口号

四、套接字和服务器的网络信息结构体进行绑定（bind函数）：

	int ret = bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,serveraddrlen);

五、套接字设置成被动监听（listen函数）：

	int ret1 = listen(sockfd, 5);

六、定义网络信息结构体变量保存来自客户端的消息（clientaddr）：

	struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddr_len = sizeof(clientaddr);

七、注册信号处理函数回收资源（ signal函数）：

	signal(SIGUSR1,sig_func);

signal函数：

	// SIGUSR1、SIGUSR2：// 该信号保留给用户程序使用// 默认操作：终止#include <signal.h>typedef void (*sighandler_t)(int);//给函数指针起别名sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);/*功能：在进程中注册信号处理函数参数：signum：信号的编号(除了 SIGKILL 和 SIGSTOP之外的)handler：信号处理方式忽略： SIG_IGN默认： SIG_DFL捕捉： 自定义信号处理函数void sig_func(int signum){//捕捉到信号后的处理逻辑}返回值：成功  	返回指向handler的指针失败 	SIG_ERR  重置错误码*/

八、阻塞等待客户端的连接（accept函数）：

	int acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &clientaddr_len);

九、创建子进程（fork函数）用接收来自客户端的数据（recv函数）和给客户端发送应答消息（send函数），且双方通信结束后，给父进程发信号回收资源（kill函数）：

 		if(-1 == (pid = fork())){perror("fork error");exit(-1);}else if(0 == pid){int nbytes = recv(acceptfd,buf,sizeof(buf),0);printf("客户端发来数据[%s]\n",buf);strcat(buf,"----k"); //组装应答消息int ret2 = send(acceptfd,buf,sizeof(buf),0);//给父进程发信号，回收资源kill(getppid(),SIGUSR1);}else if(0 < pid){//等待新的客户端连接close(accept_fd);}

kill函数：

	#include <sys/types.h>#include <signal.h>int kill(pid_t pid, int sig);/*功能：给指定pid的进程发信号参数：pid 进程号>0 给指定的pid发信号，常用的用法0  给同组的进程发信号-1 给所有有权限操作的进程发信号，init除外<-1 如-100，给进程组id为100的所有进程发信号sig 信号的编号返回值：成功 0失败 -1 重置错误码 */

十、关闭套接字（close函数）：

	close(sockfd);

综合应用实例代码如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdbool.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>//自定义信号处理函数
void sig_func(int signum)
{wait(NULL);
}int main(int argc, char const *argv[])
{//入参合理性检查if(3 != argc){printf("Usage : %s <IP> <PORT>\n",argv[0]);exit(-1);}//创建套接字int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1 == sockfd){perror("socket error");exit(-1);}//填充服务器网络信息结构体struct sockaddr_in serveraddr;socklen_t serveraddr_len = sizeof(serveraddr);memset(&serveraddr,0,serveraddr_len);serveraddr.sin_family = AF_INET;serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));//将套接字与服务器网络信息结构体绑定if(-1 == bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,serveraddr_len)){perror("bind error");exit(-1);}//将套接字设置成被监听状态if(-1 == listen(sockfd,5)){perror("listen error");exit(-1);}//定义结构体保存客户端信息struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddr_len = sizeof(clientaddr);//注册信号处理函数回收资源signal(SIGUSR1,sig_func);//阻塞等待客户端连接int accept_fd = 0;char buf[128] = {0};pid_t pid = 0;int nbytes = 0;while(true){if(-1 == (accept_fd = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clientaddr,&clientaddr_len))){perror("accept error");exit(-1);}//创建进程if(-1 == (pid = fork())){perror("fork error");exit(-1);}else if(0 == pid){ //子进程//收发数据close(sockfd);printf("客户端[%s : %d]连接到服务器\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));//接收客户端数据，并作出应答while(true){memset(buf,0,sizeof(buf));//接收消息if(-1 == (nbytes = recv(accept_fd,buf,sizeof(buf),0))){perror("recv error");break;}else if(0 == nbytes){printf("客户端[%s : %d]断开了连接\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));break;}if(!strcmp(buf,"quit")){printf("客户端[%s : %d]退出了\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port));break;}printf("客户端[%s : %d]发来消息[%s]\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),ntohs(clientaddr.sin_port),buf);//组装应答strcat(buf,"------k");//发送应答if(-1 == send(accept_fd,buf,sizeof(buf),0)){perror("send error");exit(-1);}}//关闭套接字close(accept_fd);//给父进程发信号，回收资源kill(getppid(),SIGUSR1);//退出子进程exit(0);}else if(0 < pid){//等待新的客户端连接close(accept_fd);}}//关闭套接字close(sockfd);return 0;
}