网络编程8/15——TCP服务器模型（多进程并发、多线程并发），TCP和UDP的本地通信（域套接字）

目录

多进程并发服务器

多线程并发服务器

TCP本地通信

UDP本地通信

多进程并发服务器

模型

void handler(int sig)
{
	//回收僵尸进程
	//回收成功则再回收一次，直到回收失败或者没有回收到为止
	while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
}

//捕获17号信号 SIGCHLD
sighandler_t s = signal(17, handler);

sfd = socket();
bind();
listen();
while(1)
{
    newfd = accept();
    pid = fork();
    if(pid > 0)
    {
        close(newfd);
    }
    else if(0 == pid)
    {
        close(sfd);
        while(1)
        {
            recv();
            send();
        }
        close(newfd);
        exit(0);
    }
}
close(sfd);

代码

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

//打印错误信息的宏函数
#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr," __%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0);

#define PORT 8888             //1024~49151端口号
#define IP "192.168.31.217"    //本机ＩＰ，用ifcongfig查看

typedef void (*sighandler_t)(int);

int rcv_cli_msg(int newfd,struct sockaddr_in cin);

void handler(int sig)
{
	//循环回收僵尸进程
	while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG)>0);
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//捕捉17号信号
	sighandler_t s=signal(17,handler);
	if (SIG_ERR == s)
	{
		ERR_MSG("signal");
		return -1;
	}	
	//创建流式套接字
	int sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if (sfd < 0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("create socket success\n");

	//允许端口快速复用
	int reuse=1;
	if(setsockopt(sfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse))<0)
	{
		ERR_MSG("setsockopt");
		return -1;
	}
	//填充地址信息结构体,真实地址信息结构体与协议族相关
	//AF_INET，所以详情看》man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family           =AF_INET;
	sin.sin_port             =htons(PORT);        			//网络字节序
	sin.sin_addr.s_addr      =inet_addr(IP);               	//网络字节序的IP地址
	//将地址信息结构体绑定到套接字上
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sin,sizeof(sin))<0)
	{
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");
	
	//将套接字设置为被动监听状态，让内核去监听是否有客户端链接
	if (listen(sfd,10)<0)
	{
		ERR_MSG("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success\n");

	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t addrlen= sizeof(cin);

	int newfd =0 ;
	pid_t pid =0;
	while(1)
	{
		//从已完成的队列头中，取出一个客户端的信息，创建生成一个新的套接字文件描述符
		//该文件描述符才是与客户端通信的文件描述符!!!!
		int newfd=accept(sfd,(struct sockaddr*)&cin,&addrlen);
		if (newfd<0)
		{
			perror("accept");
			return -1;
		}
		//网络字节序的ＩＰ--->点分十进制　网络字节序port转换成主机字节序
		printf("[%s : %d] newfd = %d \n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd);
		
		pid =fork();
		if (pid>0)
		{
			close(newfd);
		}else if(0 == pid)
		{
			close(sfd);
			//子进程运行，子进程负责与客户端交互
			rcv_cli_msg(newfd,cin);
			close(newfd);
			//子进程只负责交互
			exit(0);
		}else
		{
			ERR_MSG("fork");
			return -1;
		}
		
	}


	close(sfd);
	return 0;
}



int rcv_cli_msg(int newfd,struct sockaddr_in cin)
{
	char buf[128]="";
	ssize_t res=0;
	while(1)
	{
		bzero(buf,sizeof(buf));
		//循环接受
		res=recv(newfd,buf,sizeof(buf),0);
		if (res<0)
		{
			ERR_MSG("recv");
			return -1;
		}else if (0 == res)
		{
			printf("[%s : %d] newfd = %d客户端退出 \n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd);
			break;
		}
		printf("[%s : %d] newfd = %d : %s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),newfd,buf);

		//发送数据
		strcat(buf,"*_*");  		//可以改成从终端获取
		if(send(newfd,buf,sizeof(buf),0)<0)
		{
			ERR_MSG("send");
			return -1;
		}
		printf("send message success\n");
	}
	return 0;
}

多线程并发服务器

模型

sfd = socket();
bind();
listen();

struct msg cliInfo;
while(1)
{
	newfd = accept();
    cliInfo.newfd = newfd;
    pthread_create(&tid, NULL, callback, &cliInfo);
}

void* callBack(void* arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    while(1)
    {
        recv();
        send();
    }
    close(newfd);
    pthread_exit()
}

代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

//打印错误新的宏函数
#define ERR_MSG(msg)  do{\
	fprintf(stderr, " __%d__ ", __LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0)

#define PORT 6666 				//1024~49151
#define IP 	"192.168.31.135" 	//本机IP,用ifconfig查看 

//需要传入到线程中的成员
struct msg
{
	int newfd;
	struct sockaddr_in cin;
};

void* rcv_cli_msg(void* arg);	//void* arg = (void*)&cliInfo
int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建流式套接字
	int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(sfd < 0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("create socket success\n");

	//允许端口快速重用
	int reuse = 1;
	if(setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) < 0)
	{
		ERR_MSG("setsockopt");
		return -1;
	}

	//填充地址信息结构体，真实的地址信息结构体与协议族相关
	//AF_INET，所以详情请看man 7 ip
	struct sockaddr_in sin;
	sin.sin_family 		= AF_INET;
	sin.sin_port 		= htons(PORT); 	//网络字节序的端口号
	sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP); 	//网络字节序的IP地址


	//将地址信息结构体绑定到套接字上
	if(bind(sfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0)
	{
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");

	//将套接字设置为被动监听状态，让内核去监听是否有客户端连接;
	if(listen(sfd, 10) < 0)
	{
		ERR_MSG("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success\n");

	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t addrlen = sizeof(cin);

	int newfd = 0;
	pthread_t tid;
	struct msg cliInfo;
	//从已完成连接的队列头中，取出一个客户端的信息，创建生成一个新的套接字文件描述符，
	//该文件描述符才是与客户端通信的文件描述符!!!

	while(1)
	{
		//主线程主要负责连接
		newfd = accept(sfd, (struct sockaddr*)&cin, &addrlen);
		if(newfd < 0)
		{
			perror("accept");
			return -1;
		}

		//网络字节序的IP-->点分十进制  网络字节序的port--->本机字节序
		printf("[%s : %d] newfd = %d\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port),newfd);

		cliInfo.newfd = newfd;
		cliInfo.cin = cin;
		//一旦连接成功后，创建一个分支线程用户与客户端交互;
		if(pthread_create(&tid, NULL, rcv_cli_msg, (void*)&cliInfo) != 0)
		{
			ERR_MSG("pthread_create");
			return -1;
		}

		//分离分支线程
		//pthread_detach(tid);
	}

	close(sfd);
	return 0;
}


//线程处理函数
void* rcv_cli_msg(void* arg) 	//void* arg = (void*)&cliInfo
{
	//分离分支线程
	pthread_detach(pthread_self());

	int newfd = (*(struct msg*)arg).newfd;
	struct sockaddr_in cin = (*(struct msg*)arg).cin;

	char buf[128] = "";
	ssize_t res = 0;
	while(1)
	{
		bzero(buf, sizeof(buf));
		//循环接收 
		res = recv(newfd, buf, sizeof(buf), 0);
		if(res < 0)
		{
			ERR_MSG("recv");
			break;
		}
		else if(0 == res)
		{
			printf("[%s : %d] newfd = %d client off-line\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port),newfd);
			break;
		}
		printf("[%s : %d] newfd = %d : %s\n", inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port),newfd, buf);


		//发送数据
		strcat(buf, "*_*"); 		//可以改成从终端获取
		if(send(newfd, buf, sizeof(buf), 0) < 0)
		{
			ERR_MSG("send");
			break;
		}
		printf("send message success\n");
	}
	close(newfd);

	pthread_exit(NULL);
}

TCP本地通信

服务器

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/un.h>
//打印错误信息的宏函数
#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr," __%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建流式套接字
	int sfd=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
	if (sfd < 0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	printf("create socket success\n");

	//判断要绑定的文件是否存在
	//如果存在，则删除文件
	if (access("./unix",F_OK)==0)
	{
		if (unlink("./unix")<0)
		{
			ERR_MSG("unlink");
			return -1;
		}
	}
	//填充地址信息结构体,真实地址信息结构体与协议族相关
	//AF_INET，所以详情看》man 7 ip
	struct sockaddr_un sun;
	sun.sun_family           =AF_UNIX;
	strcpy(sun.sun_path,"./unix");
	
	//将地址信息结构体绑定到套接字上
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sun,sizeof(sun))<0)
	{
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");
	
	//将套接字设置为被动监听状态，让内核去监听是否有客户端链接
	if (listen(sfd,10)<0)
	{
		ERR_MSG("listen");
		return -1;
	}
	printf("listen success\n");

	struct sockaddr_in cun;
	socklen_t addrlen= sizeof(cun);
	//从已完成的队列头中，取出一个客户端的信息，创建生成一个新的套接字文件描述符
	//该文件描述符才是与客户端通信的文件描述符!!!!
	int newfd=accept(sfd,(struct sockaddr*)&cun,&addrlen);
	if (newfd<0)
	{
		perror("accept");
		return -1;
	}
	//网络字节序的ＩＰ--->点分十进制　网络字节序port转换成主机字节序
	printf("newfd = %d \n",newfd);
	
	char buf[128]="";
	ssize_t res=0;
	while(1)
	{
		bzero(buf,sizeof(buf));
		//循环接受
		res=recv(newfd,buf,sizeof(buf),0);
		if (res<0)
		{
			ERR_MSG("recv");
			return -1;
		}else if (0 == res)
		{
			printf(" newfd = %d客户端退出 \n",newfd);
			break;
		}
		printf("newfd = %d : %s\n",newfd,buf);
		
		//发送数据
		strcat(buf,"*_*");  		//可以改成从终端获取
		if(send(newfd,buf,sizeof(buf),0)<0)
		{
			ERR_MSG("send");
			return -1;
		}
		printf("send message success\n");
	}


	close(sfd);
	close(newfd);
	return 0;
}

客户端

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/un.h>
#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr," __%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	//创建流式套接字
	int sfd=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
	if (sfd<0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	//绑定客户端的地址信息结构体》非必须填写
	//填充要连接的服务器的地址信息结构体
	struct sockaddr_un sun;
	sun.sun_family     =AF_UNIX;
	strcpy(sun.sun_path,"./unix");


	//链接服务器
	if (connect(sfd,(struct sockaddr*)&sun,sizeof(sun))<0)
	{
		ERR_MSG("connect");
		return -1;
	}

	char buf[128]="";
	while (1)
	{
		//发送
		printf("请输入>>>>");
		fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
		buf[strlen(buf)-1]=0;

		if (send(sfd,buf,sizeof(buf),0)<0)
		{
			ERR_MSG("send");
			return -1;
		}
		printf("send success\n");

		//接受
		bzero(buf,sizeof(buf));
		ssize_t res;
		res=recv(sfd,buf,sizeof(buf),0);
		if (res <0 )
		{
			ERR_MSG("recv");
			return -1;
		}
		else if(0==res)
		{
			printf("server is off_line\n");
			break;
		}
		printf("%ld : %s\n",res,buf);
	}
	close(sfd);
	return 0;
}

UDP本地通信

udp本地通信流程与udp网络编程基本一致，但是由于客户端的套接字文件系统不会随机分配;4

所以如果服务器想要给指定客户端发送数据，客户端==必须绑定==自己的本地地址信息结构体

服务器

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/un.h>

#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr," __%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	
	//创建套接字
	int sfd = socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);
	if (sfd<0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}
	//判断要绑定的文件是否存在
	//如果存在，则删除文件
	if (access("./udp_unix",F_OK)==0)
	{
		//删除文件
		if (unlink("./udp_unix")<0)
		{
			ERR_MSG("unlink");
			return -1;
		}
	}

	//填充服务器的ＩＰ地址以及端口号
	struct sockaddr_un sun;
	sun.sun_family        =AF_UNIX;
	strcpy(sun.sun_path,"udp_unix");

	//绑定服务器的地址信息结构体
	if(bind(sfd,(struct sockaddr*)&sun,sizeof(sun))<0)
	{
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}

	struct sockaddr_un cun;              //存储接收到的数据包来自哪里
	socklen_t addrlen=sizeof(cun);

	char buf[128]="";
	while (1)
	{
		//接送
		bzero(buf,sizeof(buf));
		if(recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&cun,&addrlen)<0)
		{
			ERR_MSG("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("%s : %s\n",sun.sun_path,buf);
		//发送
		strcat(buf,"*_*");
		
		//谁给我　换给谁
		if(sendto(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&cun,sizeof(cun))<0)
		{
			ERR_MSG("sendto");
			return -1;
		}
	}
	//关闭套接字
	close(sfd);
	return 0;
}

客户端

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/un.h>

#define ERR_MSG(msg) do{\
	fprintf(stderr," __%d__",__LINE__);\
	perror(msg);\
}while(0);

int main(int argc, const char *argv[])
{
	if (argc<2)
	{
		fprintf(stderr,"请输入客户端要绑定的文件名\n");
		return -1;
	}

	//创建套接字
	int sfd = socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);
	if (sfd<0)
	{
		ERR_MSG("socket");
		return -1;
	}

	//判断要绑定的文件是否存在
	//如果存在，则删除文件
	if (access(argv[1],F_OK)==0)
	{
		//删除文件
		if (unlink(argv[1])<0)
		{
			ERR_MSG("unlink");
			return -1;
		}
	}
	//绑定客户端自身的地址信息结构体－－－》　非必须绑定
	struct sockaddr_un cun;
	cun.sun_family      =AF_UNIX;
	strcpy(cun.sun_path,argv[1]);
	
	if (bind(sfd,(struct sockaddr*)&cun,sizeof(cun))<0)
	{
		ERR_MSG("bind");
		return -1;
	}
	printf("bind success\n");

	//填充服务器的ＩＰ地址以及端口号
	struct sockaddr_un sun;
	sun.sun_family        =AF_UNIX;
	strcpy(sun.sun_path,"udp_unix");
		
	
	
	struct sockaddr_un rcv_addrmsg;              //存储接收到的数据包来自哪里
	socklen_t addrlen=sizeof(rcv_addrmsg);

	char buf[128]="";
	while (1)
	{
		bzero(buf,sizeof(buf));
		//发送
		printf("请输入>>>");
		fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
		buf[strlen(buf)-1]=0;
		//将数据包发送给服务器，所以地址信息结构体需要填服务器

		if(sendto(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&sun,sizeof(sun))<0)
		{
			ERR_MSG("sendto");
			return -1;
		}
		printf("sendto success\n");

		//接收服务器发送过来的包
		//if(recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&cin,&addrlen)<0)
		if(recvfrom(sfd,buf,sizeof(buf),0,(struct sockaddr*)&rcv_addrmsg,&addrlen)<0)
		{
			ERR_MSG("recvfrom");
			return -1;
		}
		printf("%s : %s\n",rcv_addrmsg.sun_path,buf);
		}
	//关闭套接字
	close(sfd);
	return 0;
}

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