socket使用多进程实现并发的服务器

服务器测试效果：

andrew@andrew-Thurley:~/work/network$ bin/echo_tcp_server 8888
client: 127.0.0.1(55610) connected
start read and write!
name
start read and write!
name
start read and write!

客户端测试效果：

andrew@andrew-Thurley:~/work/network$ bin/echo_tcp_server 8888
client: 127.0.0.1(55610) connected
start read and write!
name
start read and write!
name
start read and write!

创建的过程就是服务器接到连接请求就会创建一个进程来与该客户端仅进行交互：

整个工程中使用到的文件树形图如下所示：

andrew@andrew-Thurley:~/work$ tree network
network
├── bin
│   ├── echo_tcp_client
│   ├── echo_tcp_server
│
│
├── include
│   └── msg.h
├── Makefile
├── obj
│   └── msg.o
├── src├── echo_tcp_client.c├── echo_tcp_server.c├── msg.c

echo_tcp_server.c文件

#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include "msg.h"
#include <sys/signal.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <wait.h>
#include <arpa/inet.h>/**************************************使用多进程处理并发***************************************/
//处理多个进程连接
//测试方法，运行程序，并指定端口号8888
//在另一个终端上使用
// telnet 127.0.0.1 8888进行连接
//127.0.0.1是没有连接网络时使用的本地回环ip地址/*声明自定义函数*/
void sig_handler(int signo);
void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr);
void do_service(int fd);
int sockfd;int main(int argc, char * argv[])
{if(argc < 2){printf("usage: %s #port\n",argv[0]);exit(1);}if(signal(SIGINT, sig_handler) == SIG_ERR)   //开始捕捉信号  SIGINT{perror("signal sigint error!");exit(1);}/*步骤1创建socket*AF_INET IPV4*SOCK_STREAM 采用tcp协议*0 采用上面设置的协议类型*/sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  //使用默认协议if(sockfd < 0){perror("socket error!");exit(1);}/**步骤2,：调用bind函数将socket和地址(包括 IP,port)进行绑定**/struct sockaddr_in serveraddr;  //声明专用地址，需要的时候再转换为通用地址memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));//往地址填入ip、port、intnernet地址族类型serveraddr.sin_family = AF_INET; //IPV4serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));  //填入端口 serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if(bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serveraddr,sizeof(serveraddr)) < 0){perror("bind error!");exit(1);}/* *步骤3：调用listen函数启动端口监听*通知系统去接受来自客户端的连接请求*listen 的第二个参数10是请求队列长度，将接收到的客户端连接请求放到对应的队列当中*/if(listen(sockfd, 10) < 0)  //10监听的队列的上限{perror("listen error!");exit(1);}/**步骤4：调用accept函数，从队列中获得*      一个客户端请求连接，并返回新的sock文件描述符fd，*      因为listen能够监听好多的连接请求，*      使用accept获得一个连接使用*      若是accept没有获得客户端连接，会进行阻塞，直到获得客户端连接*/struct sockaddr_in clientaddr;socklen_t clientaddr_len = sizeof(clientaddr);while(1){//使用循环就能够在断开与一个客户端连接之后，在连接下一个客户端连接int fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*) &clientaddr,&clientaddr_len);if(fd < 0){perror("accept error!");continue;}/**步骤5： 启动子进程调用IO函数(read/write)和连接的客户端进行双向通信*/pid_t pid = fork();if(pid < 0){continue;}else if(pid == 0)  //子进程{//子进程会从父进程中继承相应的文件描述符，指向同一个文件out_addr(&clientaddr);do_service(fd);/*步骤6：关闭套接字描述符*/close(fd);printf("child p is close\n");break;  //子进程跳出循环后直接 return//  exit(0);}else{//父进程/*步骤6：关闭套接字描述符*/close(fd);}}return 0;
}void sig_handler(int signo)
{if(signo == SIGINT){printf("server close\n");/*步骤6：关闭socket*/close(sockfd);exit(1);}if(signo  == SIGCHLD){printf("child process deaded...\n");wait(NULL);  //会自动回收子进程  wait函数中填入0说明对于回收的子进程不关心只是去回收子进程}}void out_addr(struct sockaddr_in *clientaddr)
{/*将端口网络字节序转换为主机字节序 */   /*port是short类型数据*/int port = ntohs(clientaddr->sin_port);char ip[16];memset(ip, 0, sizeof(ip));/*将ip地址从网络地址转换为点分十进制*//*需要注意的地方#include <arpa/inet.h>const char *inet_ntop(int af, const void *src,char *dst, socklen_t size);在函数中 const void *src说明第二个参数是指针类型的数据，但是当传入clientaddr->sin_addr == (*clientaddr).sin_addr.s_addr就不在是一个指针类型数据因此需要使用&将其取址之后在传入。*/inet_ntop(AF_INET, &clientaddr->sin_addr, ip, sizeof(ip));printf("client: %s(%d) connected\n",ip, port);
}void do_service(int fd)
{/*和客户端双向通讯，进行读写操作*/char buff[512];while(1){memset(buff, 0, sizeof(buff));printf("start read and write!\n");size_t size;if((size = read_msg(fd, buff, sizeof(buff))) < 0){perror("protocal error!");break;}else if (size == 0){break;}else{printf("%s\n", buff);if(write_msg(fd, buff, sizeof(buff)) < 0){if(errno == EPIPE)//若是对方已经关闭就直接跳出{perror("write_msg error!");break;}}}}
}

echo_tcp_client.c文件：

#include <netdb.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <memory.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>
#include "msg.h"
#include <sys/signal.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <wait.h>
#include <arpa/inet.h>int main(int argc, char * argv[])
{if(argc < 3){printf("usage:%s ip port\n",argv[0]);exit(1);}/*步骤1：创建socket*/int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(sockfd < 0){perror("socket error!");exit(1);}/*往serveraddr中填入ip,port和地址族类型(ipv4)*/struct sockaddr_in serveraddr;memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));serveraddr.sin_family = AF_INET;serveraddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));/*将字符串ip地址转换为网络字节序填入 serveraddr中*/inet_pton(AF_INET, argv[1], &serveraddr.sin_addr.s_addr);/**步骤2： 客户端调用connect函数连接到服务器端*/if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serveraddr,sizeof(serveraddr)) < 0){perror("connect error!");exit(1);}/*步骤3:调用IO函数，read和write和服务器进行双向通信*/char buff[512];size_t size;char *prompt = ">";while(1){memset(buff, 0, sizeof(buff));write(STDOUT_FILENO, prompt, 1);size = read(STDIN_FILENO, buff, sizeof(buff));if(size < 0) continue;buff[size - 1] = '\0'; if(write_msg(sockfd, buff, sizeof(buff)) < 0){perror("write error!");continue;   //就算写出错也结合运行  进行下次的发送}else {//客户端发送成功if(read_msg(sockfd, buff, sizeof(buff)) < 0){perror("read msg error!");continue;}else{printf("%s\n",buff);}}}/*步骤4：关闭socket套接字*/close(sockfd);return 0;
}

msg.c文件：

#include "msg.h"
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>
#include <memory.h>
#include <sys/types.h>/*使用自定义协议进行数据传输*/static unsigned char msg_check(Msg *message);/*
*发送一个基于自定义协议的message
*发送的数据存放在buff中
*/
extern int write_msg(int sockfd,char *buff, size_t len)
{Msg message;memset(&message, 0, sizeof(message));strcpy(message.head, "iotek2012");memcpy(message.buff, buff, len);message.checknum = msg_check(&message);if(write(sockfd, &message, sizeof(message)) != sizeof(message)){return -1;} }/*
*读取一个基于自定义协议的message,
*读取的数据存放在buff中
*/
extern int read_msg(int sockfd, char *buff, size_t len)
{Msg message;memset(&message, 0, sizeof(message));size_t size;if((size = read(sockfd, &message, sizeof(message))) < 0){return -1;}else if(size == 0){return 0;}unsigned char s = msg_check(&message);if((s == (unsigned char)message.checknum) && (!strcmp("iotek2012", message.head))){strcpy(buff,message.buff);return sizeof(message);}return -1;
}static unsigned char msg_check(Msg *message)
{unsigned char s = 0;int i;for(i = 0; i < sizeof(message->head); i ++){s += message->head[i];}for(i = 0; i < sizeof(message->buff); i ++){s += message->buff[i];}return s;
}

msg.h文件：

#ifndef __MSH_H
#define __MSG_H
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <error.h>typedef struct{//协议头部char head[10];char checknum; //校验码//协议体部char buff[512];  //数据
}Msg;/*
*发送一个基于自定义协议的message
*发送的数据存放在buff中
*/
extern int write_msg(int sockfd,char *buff, size_t len);/*
*读取一个基于自定义协议的message,
*读取的数据存放在buff中
*/
extern int read_msg(int sockfd, char *buff, size_t len);#endif

Makefile文件：

为了使思路清晰，在编写Makefile文件的时候，没有使用任何$<,$@,$^等自动化变量

.PHONY : all
.PHONY : cleanall :bin/echo_tcp_server bin/echo_tcp_clientbin/echo_tcp_server : echo_tcp_servermv echo_tcp_server bin/echo_tcp_serverbin/echo_tcp_client : echo_tcp_clientmv echo_tcp_client bin/echo_tcp_clientecho_tcp_server : src/echo_tcp_server.c obj/msg.ogcc -o echo_tcp_server -Iinclude src/echo_tcp_server.c obj/msg.oecho_tcp_client : src/echo_tcp_client.c obj/msg.ogcc -o echo_tcp_client -Iinclude src/echo_tcp_client.c obj/msg.oobj/msg.o : msg.omv msg.o obj/msg.omsg.o : src/msg.c  include/msg.hgcc -c -Iinclude src/msg.c

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