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tcpserver如何和多个client通信

多客户端并发访问的问题分析

在程序编写前,我们先来分析一下为什么之前的程序只能运行在单客户机模式下,

我们来看一下之前的代码框架:

while (1) { accept(); // 接收连接 while (1) { /* 读写处理 */ ··· recv(); send(); } close(); // 关闭连接 }

通过上述框架,我们很容易得出下述结论:

  • 当第一个客户端通过 accept()函数获得了连接套接字后便进入读写处理模块
  • 当第一个客户端的连接还未关闭时,第二个客户端到达,本希望通过accept函数得到连接套接字
  • 但是此刻服务器的主线程正在执行与第一个客户端进行读写处理,不能去处理第二个客户端的连接请求(accept函数),因此第二个客户端阻塞。
  • 直到第一个客户端关闭套接字后,主线程退出读写处理模块,继续循环读取新连接,这时第二个客户端的连接请求才从监听队列中拿出
  • 然后第二个客户端获得连接套接字,进行读写处理···

具体过程演示如下:

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多线程方式实现客户端并发访问

通过上述分析,我们发现了问题所在,即如何能使服务器不断的处理连接请求(即执行accept函数)

那么我们可以使用多线程来并发处理,即每收到一个连接请求,就创建一个新线程来处理它,我们把之前的读写处理模块放入线程执行函数中,即可实现多客户端的并发访问:

// TCP客户端 服务器端通信(多客户机) :多线程实现 #include <; #include <uni; #include <a; #include <; #include <sy; #include <netine; #include <arpa; #include <; /* 线程函数,新连接的读写处理 */ void* thread_fun(void* arg) { int connfd = *(int*)arg; while (1) { char buffer[128] = { 0 }; int n = recv(connfd, buffer, 127, 0); if (n <= 0) /* recv返回0表示通信对方已经关闭连接 */ { break; } printf("buffer(%d) = %s\n", n, buffer); send(connfd, "OK", 2, 0); } printf("One client over!\n"); /* close关闭套接字 */ close(connfd); } int main() { /* 1、通过socket函数创建监听套接字 */ int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); assert(sockfd != -1); /* 定义服务器和客户端的专用socket地址*/ struct sockaddr_in saddr, caddr; memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));// 将其内存清空 /* 设置地址族、端口号、ip地址 */ = AF_INET; // = htons(6000); = inet_addr("127.0.0.1"); /* 2、通过bind将套接字与socket地址绑定起来 */ int res = bind(sockfd, (struct sockaddr*) & saddr, sizeof(saddr)); assert(res != -1); /* 3、创建监听队列,监听队列长度设为5 */ listen(sockfd, 5); while (1) { int len = sizeof(caddr); /* ** accept监听socket,若存在,则从监听队列中接受一个连接 ** 函数返回一个链接套接字,否则,没有新连接请求,则阻塞等待 */ int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*) & caddr, (socklen_t*)& len); /* accept失败返回-1表示没有获取到连接,继续循环 */ if (connfd < 0) { continue; } printf("accept connfd = %d, ip = %s, port = %d\n",connfd, inet_ntoa), nto)); pthread_t id; // 定义线程号 /* 创建新线程,将连接套接字connfd作为参数传入 */ pthread_create(&id, NULL, thread_fun, (void*)& connfd); } close(sockfd); }

上述程序我们采用了多线程的方式实现了客户端的并发访问,思路就是,每接收到一个连接请求,就创建一个线程来处理它,执行结果如下:

我们可以看到,第一个连接没有关闭前,第二个客户端到达,也可以收发数据,即我们使用多线程方式实现了客户端对服务器的并发访问。

多进程方式实现客户端并发访问

和上面一样的思路:

我们采用多进程的方式,每次收到连接请求都创建一个子进程,子进程负责处理读写模块。

// TCP客户端 服务器端通信(多客户机) :多进程实现 #include <; #include <uni; #include <a; #include <; #include <sy; #include <netine; #include <arpa; #include <; #include <; #include <sy; void sig_fun(int sig) { //int val = 0; while (waitpid(-1, &sig, 0) > 0) {} } int main() { signal(SIGCHLD, sig_fun); /* 通过socket函数创建监听套接字 */ int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); assert(sockfd != -1); /* 定义服务器和客户端的专用socket地址*/ struct sockaddr_in saddr, caddr; memset(&saddr, 0, sizeof(saddr));// 将其内存清空 /* 设置地址族、端口号、ip地址 */ = AF_INET; // = htons(6000); = inet_addr("127.0.0.1"); /* 通过bind将套接字与socket地址绑定起来 */ int res = bind(sockfd, (struct sockaddr*) & saddr, sizeof(saddr)); assert(res != -1); /* 创建监听队列,监听队列长度设为5 */ listen(sockfd, 5); while (1) { int len = sizeof(caddr); /* ** accept监听socket,若存在,则从监听队列中接受一个连接 ** 函数返回一个链接套接字,否则,没有新连接请求,则阻塞等待 */ int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*) & caddr, (socklen_t*)& len); /* accept失败返回-1表示没有获取到连接,继续循环 */ if (connfd < 0) { continue; } printf("accept connfd = %d, ip = %s, port = %d\n",connfd, inet_ntoa), nto)); /* 每收到一个连接请求都创建一个子进程 */ pid_t pid = fork(); if (pid == -1) { continue; } else if (pid == 0) // 在子进程中实现读写处理 { while (1) { char buffer[128] = { 0 }; int n = recv(connfd, buffer, 127, 0); if (n <= 0) /* recv返回0表示通信对方已经关闭连接 */ { break; } printf("buffer(%d) = %s\n", n, buffer); send(connfd, "OK", 2, 0); } printf("One client over!\n"); /* close关闭套接字 */ close(connfd); } } close(sockfd); }

运行结果如下:

解决多进程方式下僵尸进程问题

我们可以看到上述程序虽然运行正确,但仍存在问题,即若由一方客户端退出,那么在服务器程序中,就会产生子进程先于父进程结束的情况,即会产生僵尸进程,若客户端非常多,那么这就会产生严重的问题。

我们有以下两种方法解决:

1、通过wait方法,解决僵尸进程

signal(SIGCHLD, sig_fun);

wait(NULL);

2、通过waitpid方法,解决僵尸进程

signal(SIGCHLD, sig_fun);

waitpid(-1, NULL, WNOHANG); // WNOHANG表示该系统调用非阻塞模式

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责任编辑: 鲁达

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