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網路程式設計 筆記（六） 多程序伺服器

阿新 • • 發佈：2019-01-04

程序

－ 程序（Process）：“佔用記憶體空間的正在執行的程式”
－ 程序ID ：作業系統給程序分配的id，其值大於2，1要分配給作業系統啟動後的首個程序
－linux檢視程序的命令：ps au ；引數a和u列出所有程序的詳細資訊

通過fork函式建立程序

父程序：fork函式返回子程序的程序id
子程序：fork函式返回0
例子

//
//  main.c
//  echo_mpserv
//
//  Created by leewee on 15/10/21.
//  Copyright (c) 2015年 template. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
 

#include <unistd.h>

int gval = 10;

int main(int argc, const char * argv[])
{
    pid_t pid;
    int lval = 20;
    gval++, lval += 5;

    //建立子程序。父程序的pid中存有子程序的ID，子程序的pid是0
    pid = fork();
    if (pid == 0) 
    {
        gval+=2, lval+=2;
    }
    else
    {
        gval-=2, lval-=2;
    }

    if
 
 (pid == 0)
    {
        printf("Child Process : [%d][%d] \n", gval, lval);
    }
    else
    {
        printf("Parent Process : [%d][%d] \n", gval, lval);
    }


    return 0;
}

殭屍程序(Zombie process)

－ 形成的原因：子執行緒把exit函式的引數值或者return語句返回的值都會傳遞給作業系統。而作業系統此時並不會銷燬子執行緒，而是等到把這些值傳遞給產生該子執行緒的父執行緒時銷燬。當然父程序銷燬時，處於殭屍狀態的子程序將同時銷燬。

//
//  main.c
//  echo_mpserv
//
//  Created by leewee on 15/10/21.
//  Copyright (c) 2015年 template. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int gval = 10;

int main(int argc, const char * argv[])
{
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0)
    {
        printf("Hi, I'm child process \n");
    }
    else
    {
        printf("Hi, I'm parent process, the child process ID is %d \n", pid);
        sleep(20);
    }

    if (pid == 0)
    {
        printf("End Child Process \n");
    }
    else
    {
        printf("End Parent Process \n");
    }

    return 0;
}

－控制檯視窗後臺執行方式。 ./main &其中&將觸發後臺處理，採用這種方式執行程式，即可以在同一控制檯輸入其他命令，無需另外開啟新控制檯

銷燬殭屍程序

  • 使用wait()函式銷燬
  • wait函式會引起阻塞
//
//  main.c
//  echo_mpserv
//
//  Created by leewee on 15/10/21.
//  Copyright (c) 2015年 template. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>


int main(int argc, const char * argv[])
{
    int status;
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0)
    {
        printf("Hi, I'm child process \n");

        return 3;
    }
    else
    {
        printf("the child process ID is %d \n", pid);
        pid = fork();
        if (pid == 0)
        {
            exit(7);
        }
        else
        {
            printf("the child process ID is %d \n", pid);

            wait(&status);
            if (WIFEXITED(status))
            {
                printf("Child send one: %d \n", WEXITSTATUS(status));
            }

            wait(&status);
            if (WIFEXITED(status))
            {
                printf("Child send two: %d \n", WEXITSTATUS(status));
            }

            sleep(10);
        }
    }


    return 0;
}
  • 使用waitpid()函式銷燬
//
//  main.c
//  echo_mpserv
//
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//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>


int main(int argc, const char * argv[])
{
    int status;
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0)
    {
        sleep(15);

        return 3;
    }
    else
    {
        while (!waitpid(-1, &status, WNOHANG))
        {
            sleep(3);
            puts("Sleep 3 sec.");
        }

        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("Child send %d \n", WEXITSTATUS(status));
        }
    }


    return 0;
}

訊號處理(Signal Handling)

//
//  main.c
//  echo_mpserv
//
//  Created by leewee on 15/10/21.
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//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>


void timeout(int sig)
{
    if(sig == SIGALRM)
    {
        puts("Time out!");
    }
    alarm(2);
}

void keycontrol(int sig)
{
    if(sig == SIGINT)
    {
        puts("CTRL+C Ppressed.");
    }
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    int i;
    signal(SIGALRM, timeout);
    signal(SIGINT, keycontrol);
    alarm(2);

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        puts("Wait...");
        sleep(100);
    }

    return 0;
}

sigaction函式進行訊號處理

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>


void timeout(int sig)
{
    if(sig == SIGALRM)
    {
        puts("Time out!");
    }
    alarm(2);
}


int main(int argc, const char * argv[])
{
    int i;
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = timeout;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGALRM, &act, 0);

    alarm(2);

    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        puts("Wait...");
        sleep(100);
    }

    return 0;
}

利用訊號處理技術銷燬殭屍程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>


void read_childproc(int sig)
{
    int status;
    pid_t id = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    if(WIFEXITED(status))
    {
        printf("Removed proc id : %d \n", id);
        printf("Child send: %d \n", WEXITSTATUS(status));
    }
}


int main(int argc, const char * argv[])
{
    pid_t pid;
    struct sigaction act;
    act.sa_handler = read_childproc;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    pid = fork();
    if(pid == 0)
    {
        puts("Hi i am child process");
        sleep(4);

        return 12;
    }
    else
    {
        printf("Child process id : %d \n", pid);
        pid = fork();
        if(pid == 0)
        {
            puts("Hi, i am child process");
            sleep(2);
            exit(23);
        }
        else
        {
            int i;
            printf("CHild process id: %d \n", pid);

            for(i = 0; i < 5; i++)
            {
                puts("Wait...");
                sleep(5);
            }
        }
    }


    return 0;
}

併發伺服器實現

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>


#define BUF_SIZE 30
void read_childproc(int sig);
void error_handing(char* message);


int main(int argc, const char * argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    struct sockaddr_in serv_add, clnt_add;

    pid_t pid;
    struct sigaction act;
    socklen_t adr_sz;
    int state;
    long str_len;
    char buf[BUF_SIZE];

    if (argc != 2) {
        printf("Usage : %s <port> \n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    act.sa_handler = read_childproc;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    state = sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&serv_add, 0, sizeof(serv_add));
    serv_add.sin_family = AF_INET;
    serv_add.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_add.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_add, sizeof(serv_add)) == -1) {
        error_handing("bind error");
    }

    if (listen(serv_sock, 5) == -1) {
        error_handing("listen error");
    }

    while (1)
    {
        adr_sz = sizeof(clnt_add);
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*) &clnt_add, &adr_sz);
        if (clnt_sock == -1) {
            continue;
        }
        else
        {
            puts("new client cnnected...");
        }

        pid = fork();
        if (pid == -1) {
            close(clnt_sock);
            continue;
        }

        if (pid == 0) {
            close(serv_sock);
            while ((str_len = read(clnt_sock, buf, BUF_SIZE)) != 0) {
                write(clnt_sock, buf, str_len);
            }

            close(clnt_sock);
            puts("client disconnected...");

            return 0;
        }
        else
        {
            close(clnt_sock);
        }
    }

    close(serv_sock);

    return 0;
}

void read_childproc(int sig)
{
    int status;
    pid_t id = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    if(WIFEXITED(status))
    {
        printf("Removed proc id : %d \n", id);
        printf("Child send: %d \n", WEXITSTATUS(status));
    }
}

void error_handing(char* message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

客戶端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>


#define BUF_SIZE 1024
void error_handing(char *message);

void echo_client(int argc, const char * argv[]);
void test_gethostbyname();





int main(int argc, const char * argv[])
{
    echo_client(argc,  argv);
    return 0;
}

void error_handing(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}


void echo_client(int argc, const char * argv[])
{
    // 套接字檔案描述符號
    int sock;

    // 接收資訊的BUF
    char message[BUF_SIZE];
    long str_len, recv_len, recv_cnt;

    // 套接字地址資訊
    struct sockaddr_in serv_adr;

    if (argc != 3)
    {
        printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    // 建立客戶端套接字，引數含義為：
    // PF_INET 表示IPv4
    // SOCK_STREAM 表示以流方式傳輸
    // IPPROTO_TCP 表示使用tcp協議
    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (sock == -1)
    {
        error_handing("socket() error");
    }

    //組織伺服器地址資訊
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = PF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));


    //向伺服器發起連線
    if (connect(sock, (struct sockaddr*) &serv_adr, sizeof(serv_adr)))
    {
        error_handing("connect() error");
    }
    else
    {
        puts("Connected..........");
    }

    while (1)
    {
        fputs("Input message(Q to quit) : ", stdout);
        fgets(message, BUF_SIZE, stdin);

        if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n"))
        {
            break;
        }



        str_len = write(sock, message, strlen(message));

        recv_len = 0;
        while (recv_len < str_len) {
            recv_cnt = read(sock, message, BUF_SIZE-1);
            if (recv_cnt == -1) {
                error_handing("read() error");
            }
            recv_len += recv_cnt;
        }

        message[str_len] = 0;
        printf("Message from server: %s", message);
    }

    close(sock);

}

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