多线程多进程处理服务器并发（多进程处理如何解决僵死进程）

news2024/10/1 9:35:06

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1.可循环发送数据的代码

2.改成循环之后每次发现只能处理一个客户端 

3.服务器端处理并发问题

3.1 思路

3.2 利用多线程实现并发

​编辑

3.3 利用多进程实现并发

3.3.1 多进程并发产生的僵死进程问题

​3.3.2 解决僵死进程问题

1.可循环发送数据的代码

服务器代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//监听套接字
	assert(sockfd!=-1);

	struct sockaddr_in saddr,caddr;
	memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
	saddr.sin_family=AF_INET;
	saddr.sin_port=htons(6000);//主机，网络大小端转换
	saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//IP地址转换
	
	int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
	assert(res!=-1);

	res=listen(sockfd,5);
	assert(res!=-1);
	
	while(1)
	{
		int len=sizeof(saddr);
		printf("accept wait...\n");
		int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//链接套接字
		if(c<0)
		{
			continue;
		}
		printf("accept c=%d\n",c);
	    printf("accept client ip:%s ,port=%d\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port));
		while(1)
		{	
			char buff[128]={0};
			int n=recv(c,buff,127,0);//返回值为0说明断开连接
			if(n<=0)
			{
				break;
			}
			printf("buff=%s\n",buff);

			send(c,"ok",2,0);
		}
		close(c);
	}
	close(sockfd);
	exit(0);
}

 客户端代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//监听套接字
	assert(sockfd!=-1);

	struct sockaddr_in saddr;
	memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
	saddr.sin_family=AF_INET;
	saddr.sin_port=htons(6000);
	saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");

	int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
	assert(res!=-1);
	
	while(1)
	{
		printf("input:\n");
		char buff[128]={0};
		fgets(buff,127,stdin);

		if(strncmp(buff,"end",3)==0)
		{
			break;
		}
		send(sockfd,buff,strlen(buff),0);
		memset(buff,0,128);
		recv(sockfd,buff,127,0);
		printf("read:%s\n",buff);
	}
	close(sockfd);
	exit(0);
}

运行结果：

2.改成循环之后每次发现只能处理一个客户端 

将代码从单词发送数据改为while(1)循环发送数据后，我们发现每次只能处理一个客户端，其它客户端消息无法发送给服务器。

原因： 

3.服务器端处理并发问题

3.1 思路

这个问题可以通过引入多线程和多进程来解决。

服务端接收一个客户端的连接后（accept之后），创建一个线程或者进程，然后在新创建的线程或进程中循环处理数据。

主线程(父进程)只负责监听客户端的连接，并使用 accept()接受连接,不进行数据的处理。如下图所示: 

3.2 利用多线程实现并发

客户端代码不变，服务器端代码做如下更改：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
void* work_pthread(void*arg)
{	
	int c=*(int*)arg;
	while(1)
	{
		char buff[128]={0};
		int n=recv(c,buff,127,0);//返回值为0说明断开连接
		if(n<=0)
		{
			break;
		}
		printf("recv(%d)=%s\n",c,buff);

		send(c,"ok",2,0);
	}
	printf("one clinet over!\n");
	close(c);
}

int main()
{
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//监听套接字
	assert(sockfd!=-1);

	struct sockaddr_in saddr,caddr;
	memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
	saddr.sin_family=AF_INET;
	saddr.sin_port=htons(6000);//主机，网络大小端转换
	saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//IP地址转换
	
	int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
	assert(res!=-1);

	res=listen(sockfd,5);
	assert(res!=-1);
    
	while(1)
	{
		int len=sizeof(saddr);
		printf("accept wait...\n");
		int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//链接套接字
		if(c<0)
		{
			continue;
		}
		printf("accept c=%d\n",c);
	    printf("accept client ip:%s ,port=%d\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port));
		
		pthread_t id;
		pthread_create(&id,NULL,work_pthread,(void*)&c);

	}
	close(sockfd);
	exit(0);
}

netstat -natp连接成功之后发现有两个./ser

3.3 利用多进程实现并发

客户端代码不变，服务器代码如下：

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

void DealClientLink(int c,struct sockaddr_in caddr)
{
	while(1)
	{
		char buff[128]={0};
		int n=recv(c,buff,127,0);//返回值为0说明断开连接
		if(n<=0)
		{
			break;
		}
		printf("%s:%d:buff=%s\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port),buff);

		send(c,"ok",2,0);
	}
	printf("one clinet unlike!\n");
	close(c);
}

int main()
{
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//监听套接字
	assert(sockfd!=-1);

	struct sockaddr_in saddr,caddr;
	memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
	saddr.sin_family=AF_INET;
	saddr.sin_port=htons(6000);//主机，网络大小端转换
	saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//IP地址转换

	int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
	assert(res!=-1);

	res=listen(sockfd,5);
	assert(res!=-1);

	printf("%s:%d link success!\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port));
	while(1)
	{
		int len=sizeof(saddr);
		int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//链接套接字
		if(c<0)
		{
			continue;
		}
		pid_t pid=fork();
		assert(pid!=-1);

		if(pid==0)
		{
			DealClientLink(c,caddr);
			exit(0);
		}
	}
	close(sockfd);
	exit(0);
}

 运行结果：

3.3.1 多进程并发产生的僵死进程问题

子进程为客户端，父进程为服务器端，子进程先于父进程结束，父进程没有获取到子进程的退出码，子进程就会变成僵死进程，占用内存，影响执行速度。

客户端代码运行前：

关闭客户端（子进程结束）后：

如下图，产生了两个僵死进程。

 3.3.2 解决僵死进程问题

修改一下代码，让父进程调用wait()方法获取子进程的退出码，并结合信号使用，让它不再阻塞。

#include <wait.h>

void fun(int sig)
{
    wait(&sig);
}

signal(SIGCHLD,fun);//在主进程中添加

完整代码：

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

void DealClientLink(int c,struct sockaddr_in caddr)
{
	while(1)
	{
		char buff[128]={0};
		int n=recv(c,buff,127,0);//返回值为0说明断开连接
		if(n<=0)
		{
			break;
		}
		printf("%s:%d:buff=%s\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port),buff);

		send(c,"ok",2,0);
	}
	printf("one clinet unlike!\n");
	close(c);
}

void fun(int sign)
{
	wait(&sign);
}

int main()
{
	signal(SIGCHLD,fun);
	int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//监听套接字
	assert(sockfd!=-1);

	struct sockaddr_in saddr,caddr;
	memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
	saddr.sin_family=AF_INET;
	saddr.sin_port=htons(6000);//主机，网络大小端转换
	saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//IP地址转换

	int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
	assert(res!=-1);

	res=listen(sockfd,5);
	assert(res!=-1);

	printf("%s:%d link success!\n",inet_ntoa(caddr.sin_addr),ntohs(caddr.sin_port));
	while(1)
	{
		int len=sizeof(saddr);
		int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//链接套接字
		if(c<0)
		{
			continue;
		}
		pid_t pid=fork();
		assert(pid!=-1);

		if(pid==0)
		{
			DealClientLink(c,caddr);
			exit(0);
		}
	}
	close(sockfd);
	exit(0);
}

 使用ps -f命令查看进程信息，可以看到子进程退出后，没有僵死进程。

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