说明
在Linux中通过流式套接字编程（TCP），实现一个并发服务器的访问回显，适合刚学完Linux套接字编程的朋友进行巩固训练
具体功能：
- 服务器能够同时连接、处理多个客户端的信息
- 客户端向服务器发送数据之后，服务器收到数据，然后反手发送给客户端
- 服务器能够对客户端的退出做出反应，并在客户端退出连接的时候给出提示
- 服务器能够识别每个客户端发送的信息，在显示的时候加上客户端的IP地址
- 服务器中能够对已经退出的服务进程作回收处理
- 客户端能够对服务器的退出作出反应，检测到服务器退出后客户端也退出
注意事项
- 多进程并发服务器编程中，每次建立一个套接字连接，都会fork一个进程来处理
- accept是自带阻塞的，所以fork返回父进程之后，父进程就会阻塞等待下一个已连接套接字
- 客户端的关闭通过ctrl-c发出的信号（SIGINT）来终止客户端
- 当客户端终止之后，服务器上对应的服务进程通过exit结束，此时由于服务器的主进程还阻塞在accept中，所以无法及时回收子服务进程，所以通过注册一个信号SIGCHLD处理函数，在信号处理的时候回收僵尸子进程。SIGCHLD是子进程结束的时候发送给父进程的信号，默认忽略。
- 服务器进程如何检测客户端退出呢？通过
recv()函数，当返回值为0的时候，表示客户端已经关闭套接字，即客户端退出。 - 当服务线程主动关闭的时候，客户端也会通过
recv()收到服务器关闭的信息，然后客户端主动退出 - 关于套接字描述符，因为描述符也算是进程的资源，当套接字描述符的引用值为0的时候，才会关闭套接字，或者是进程退出的时候释放套接字描述符资源。
- 每次fork的时候，都会产生一个对于已经打开的套接字描述符的引用，所以要在进入子服务进程后关闭监听套接字描述符、在主服务进程中关闭已连接套接字描述符、在子服务进程退出的时候关闭已连接套接字描述符、在退出主服务器进程的时候关闭监听套接字描述符，这样才做到了有始有终（fork之后已连接套接字描述符的引用就有两份）
server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#define SERVER_ADDR "172.17.44.154"
#define BUFSIZE 100
void sigchld_handler(int arg);
int main(int argc, const char *argv[])
{
int socket_fd, new_fd;
struct sockaddr_in server_addr, cli_addr;
char buf[BUFSIZE];
int pid;
struct sigaction sig;
/* 注册中断信号处理函数 */
sig.sa_handler = sigchld_handler;
sigaction(SIGCHLD, &sig, NULL);
/* 创建套接字，并获取套接字描述符 */
socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == socket_fd) {
perror("socket");
exit(-1);
}
/* 绑定地址 */
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(5001);
inet_pton(AF_INET, SERVER_ADDR, (void*)&server_addr.sin_addr.s_addr); //地址转换
if (-1 == bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr))) {
perror("bind");
exit(-1);
}
/* 转换为被动连接套接字 */
if (-1 == listen(socket_fd, 5)) {
perror("listen");
exit(-1);
}
#if 0 //单进程服务器
/* 获取已连接套接字 */
socklen_t len = 0;
new_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, (socklen_t *)&len);
if (-1 == new_fd) {
perror("accept");
exit(-1);
}
printf("accept socket!\nclient ip :%s port:%d\n", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr), cli_addr.sin_port);
while (1) {
memset(buf, 0, BUFSIZE);
if (0 == recv(new_fd, buf, BUFSIZE, 0)) { //接受数据
printf("the client is closed\n");
break;
}
printf("read:%s\n", buf);
send(new_fd, buf, BUFSIZE, 0); //回应客户端
}
close(new_fd);
#else //多进程并发服务器
while (1) {
socklen_t len = 0;
new_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, (socklen_t *)&len);
if (-1 == new_fd) {
if (errno == EINTR) continue; //accept可能会被信号中断
perror("accept");
exit(-1);
}
/* 并发服务器：子进程中进行TCP通信 */
pid = fork();
if (pid == -1) {
perror("fork");
exit(0);
} else if (pid == 0) {
close(socket_fd); //关闭监听套接字
while (1) {
memset(buf, 0, BUFSIZE);
if (0 == recv(new_fd, buf, BUFSIZE, 0)) { //接受数据,只有当客户端主动关闭的时候，才退出线程，还要对关闭之后的子进程
printf("the client socket %s is closed\n", inet_ntoa((struct in_addr)cli_addr.sin_addr));
close(new_fd); //退出之前记得关闭 已连接套接字
exit(0); //通过信号处理函数进行回收
}
getsockname(new_fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, (socklen_t *)&len); //获取连接套接字信息
printf("recv client IP:%s data:%s\n", inet_ntoa((struct in_addr)cli_addr.sin_addr), buf);
send(new_fd, buf, BUFSIZE, 0); //回应客户端
}
} else {
close(new_fd); //父进程关闭 已连接套接字
}
}
#endif
close(socket_fd);
return 0;
}
void sigchld_handler(int arg)
{
int child_pid;
if (SIGCHLD == arg) {
if ((child_pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) == -1) {
perror("sigchld");
}
printf("a client %d is end\n", child_pid);
}
}
client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#define SERVER_ADDR "172.17.44.154"
#define BUFSIZE 100
int main(int argc, const char *argv[])
{
int new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
char buf[BUFSIZE];
/* 创建套接字，并获取套接字描述符 */
new_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == new_fd) {
perror("socket");
exit(-1);
}
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(5001);
inet_pton(AF_INET, SERVER_ADDR, (void*)&server_addr.sin_addr.s_addr);
if (-1 == connect(new_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr))) {
perror("connect");
exit(-1);
}
while (1) {
printf("input:");
fgets(buf, BUFSIZE, stdin); //获取数据
if (-1 == send(new_fd, buf, BUFSIZE, 0)) { //发送数据
perror("send");
close(new_fd);
exit(-1);
}
if (0 == recv(new_fd, buf, BUFSIZE, 0)) { //收到数据
printf("server closed\n");
break;
}
printf("recv:%s\n", buf);
}
close(new_fd);
return 0;
}
运行截图
PS：这里是在同一主机下做实验的，所以各个客户端的IP地址都是一样的
正常运行的状态如下：
当有一个客户端退出时，服务器会显示信息，但是对其他客户端的服务正常进行：
当服务器主动关闭之后，所有客户端都会收到服务器关闭的信息，并且主动退出：