Linux下多进程服务端客户端模型一（单进程与多进程模型）

本文将会简单介绍Linux下如何利用C库函数与系统调用编写一个完整的、初级可用的C-S模型。

一、基本模型：

    1.1   首先服务器调用socket()函数建立一个套接字，然后bind()端口，开始listen()监听，此时，套接字变成了被动的套接字，用于侦听客户端的请求。然后accept()，开始阻塞监听客户端的请求。

　 1.2   客户端以服务端的参数为参数，用socket()建立套接字，然后connect()连接服务端。

    1.3  服务端收到连接请求，accept()返回一个标识符，继续执行后面的指令。具体如图：

       1.4  服务端创建套接字与绑定端口代码(打码处为点分十进制的IP字符串，注意，端口号用函数转换成网络传输的大端的Long类型，点分十进制IP转换成二进制。)：

          

         1.5 服务端监听与accept，并且循环读写代码：

         

       while结束后close(conn)  close(sockfd)即可。

       1.6 客户端（打码处为服务端的IP与端口）

         

二、多进程

      2.1

      由于accept是阻塞的函数，如果用单进程进行，那么将会只能接受一个客户端的请求。而对于其他客户端的请求，则代码不会返回去重新执行accept();

     要注意的是，其他客户端连接服务器时，即使服务器只接受一个客户端的业务请求，但是内核会帮我们完成TCP的三次握手连接，放入已连接的队列中等待服务器的accept去取走，不过，由于我们没有开启新的进程，所以，后来的这些连接没有机会被取走了。如图：

       

       2.2  

       针对以上问题，可以将accept()放入while循环中，然后每一次接收到了连接，则创建一个子进程，然后子进程去执行读写操作，而父进程则继续监听。代码如下：

      

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main(void)
{
    int sockfd;
    // 创建一个Socket
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd == -1){
        perror("error");
        exit(0);
    }


    ///////////////////////////////////////////////////////////
//    struct sockaddr addr; // 这是一个通用结构，一般是用具体到，然后转型
    struct sockaddr_in sockdata;
    sockdata.sin_family = AF_INET;
    sockdata.sin_port = htons(8001);
    sockdata.sin_addr.s_addr = inet_addr(我是IP字符串);
    
    int optval = 1;
    if(setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&optval,sizeof(optval)) == -1)
    {
        perror("error");
        exit(0);
    }
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&sockdata,sizeof(sockdata)) < 0){
        perror("error");
        exit(0);
    }
    
    ////////////////////////////////////////////////////////////
    if(listen(sockfd,5) == -1){
        perror("error");
        exit(0);
    }
    
    //////////////////////////////////////////////////////////
    struct sockaddr_in peeradr;
    socklen_t peerlen = sizeof(peeradr); // 得有初始值


    /////////////////////////////////////////////////////////
    char recvBuff[1024]={0};
    int conn = 0;
    while(1){
        conn = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&peeradr,&peerlen);
        if(conn == -1){
            perror("error");
            exit(0);
        }    
        // 每来一个链接fork一个进程。
        pid_t pid;
        pid = fork();

        if(pid == 0){
            int ret = 0;
            close (sockfd); // 由于子进程复制来sockfd，所以关掉它。 不干涉父进程来，因为这是一个副本。由父进程继续监听
            printf("收到的IP %s\n 客户端端口是:%d\n",inet_ntoa(peeradr.sin_addr),ntohs(peeradr.sin_port));
            while((ret = read(conn,recvBuff,sizeof(recvBuff))) && ret > 0){
                // 服务器收到打印数据，然后回发
                fputs(recvBuff,stdout);
                write(conn,recvBuff,ret);
            }
            exit(0);
        }
        else if(pid > 0){
            close(conn); // 父进程只管监听，不需要链接套接字！！
        }
        else{
            perror("error");
            close(conn);
            close(sockfd);
            exit(0);
        }
    }
    close(conn);
    close(sockfd);
    return 0;
}

       而客户端没有什么变化，代码如下：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main(void)
{
        int sockfd;
    // 创建一个Socket
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sockfd == -1){
        perror("error");
        exit(0);
    }


    ///////////////////////////////////////////////////////////
//    struct sockaddr addr; // 这是一个通用结构，一般是用具体到，然后转型
    struct sockaddr_in sockdata;
    sockdata.sin_family = AF_INET;
    sockdata.sin_port = htons(8001);
    sockdata.sin_addr.s_addr = inet_addr("我是IP字符串");
    if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&sockdata,sizeof(sockdata)) == -1){
        perror("error");
        exit(0);
    }

    char sendBuff[1024] = {0};
    char recvBuff[1024] = {0};

    while(fgets(sendBuff,sizeof(sendBuff),stdin) != NULL){
        // 将输入到数据送到服务端
        write(sockfd,sendBuff,sizeof(sendBuff));
        // 从服务器读数据
        read(sockfd,recvBuff,sizeof(recvBuff));

        // 显示在屏幕上
        fputs(recvBuff,stdout);
        // 清零
        memset(recvBuff,0,sizeof(recvBuff));
        memset(sendBuff,0,sizeof(sendBuff));
    }

    close(sockfd);
    return 0;    
}