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对于常见的C/S模型，一个服务端通常需要服务多个客户端。如果使用单行的处理模型，当新的客户端请求服务端的服务时，就必须等待比它先到的客户端的请求全部完成。
因此引入多进程并发服务器模型。多进程并发服务器模型的简单流程图如下所示。父进程创建一个套接字，然后与自己的IP地址、端口号进行绑定。之后调用开始监听来自客户端的敲门，当有客户端来敲门时，accept()接收客户端的连接并创建一个新套接字用于与客户端通信。接下来调用fork()函数，当调用fork()函数时，操作系统会复制当前进程的一个副本，包括进程的代码、数据和状态等信息。如果其返回值为负数，表示创建子进程失败。否则他在父子进程中有不同的返回值：如果返回值为0，表示当前代码正在子进程中执行。如果返回值大于0，表示当前代码正在父进程中执行，返回的值是子进程的进程ID。因此可以使用if-else语句来编写子进程的处理代码。
在子进程中，先关闭从父进程中复制下来监听套接字，这个套接字在子进程中没有用了，纯属浪费资源，之后再进行与客户端的通信。而在父进程中，同理关闭accept()创建的新套接字，然后继续监听客户端的连接请求。
多进程
父进程处理连接请求，子进程处理消息收发
缺点：
1、子进程与客户端高度绑定。如果客户端连接断开频繁，服务器会频繁创建销毁子进程，系统开销较大，资源浪费
2、并发数量取决于进程数量，如果系统可创建的进程较少，那表示服务器并发数受进程数量限制
3、进程模型本身有较大内存开销
使用服务器测试业务：
客户端向标准输入发送小写字符串，服务端响应回复对应大写字符，"abcAS"->"ABCAS"
客户端向服务端发送关键字localtime，服务端响应回复系统时间、
服务端：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define _SERVER_IP "xxx.xxx.xxx.xxx"
#define _PORT 8080
#define _BACKLOG 128
#define _SHUTDOWN 1
#define _TRUE 1
#define _FALSE 0
#define _IPSIZE 16
#define _RECVLEN 1500
int main()
{
int recvlen;
struct sockaddr_in serverAddr,clientAddr;
int server_fd;
int client_fd;
char Result[_RECVLEN];
char client_ip[_IPSIZE];
pid_t pid;
socklen_t Addrlen;
serverAddr.sin_family=AF_INET;
serverAddr.sin_port=htons(_PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bind(server_fd,(struct sockaddr*)&serverAddr,sizeof(serverAddr));
listen(server_fd,_BACKLOG);
printf("Test TCP Server Version 1.1.0 is Running...\n");
time_t tp;
char time_buf[100];//存放当前系统时间
int toupper_flag;
while(_SHUTDOWN)
{
Addrlen=sizeof(clientAddr);
if((client_fd=accept(server_fd,(struct sockaddr*)&clientAddr,&Addrlen))>0)
{
//Socket通信
bzero(Result,sizeof(Result));
bzero(client_ip,sizeof(client_ip));
inet_ntop(AF_INET,&clientAddr.sin_addr.s_addr,client_ip,_IPSIZE);
printf("Connection From :IP[%s],PORT[%d]\n",client_ip,ntohs(clientAddr.sin_port));
sprintf(Result,"Hi [%s] Welcome to my TCP test server!service version 1.1.0...",client_ip);
send(client_fd,Result,strlen(Result),0);
bzero(Result,sizeof(Result));
pid=fork();//创建子进程处理通信，父进程只用于处理连接请求
if(pid>0)
{
}
else if(pid==0)
{
//读取用户数据，如果用户发的是普通小写字符字符串，转换为大写，如果发送的是local关键字，响应时间
//持续响应，循环读写
while((recvlen=recv(client_fd,Result,sizeof(Result),0))>0)
{//处理客户端业务
printf("Client Say:%s\n",Result);
if(strcmp(Result,"localtime")==0)
{
tp=time(NULL);//获取时间种子
ctime_r(&tp,time_buf);
time_buf[strcspn(time_buf,"\n")]='\0';
printf("[%s]Response SysTime Successfully!\n",client_ip);
send(client_fd,time_buf,strlen(time_buf)+1,0);
}
else
{
toupper_flag=0;
while(recvlen>toupper_flag)
{
Result[toupper_flag]=toupper(Result[toupper_flag]);
++toupper_flag;
}
printf("[%s]Response Toupper Successfully!\n",client_ip);
send(client_fd,Result,recvlen,0);
}
}
if(recvlen==0)//客户端退出
{
close(client_fd);
printf("[%s] is Exiting,Kill Child\n",client_ip);
exit(0);
}
}
else
{
perror("fork call failed");
exit(0);
}
close(client_fd);
}
else
{
perror("accpet failed");
close(server_fd);
exit(0);
}
}
close(server_fd);
return 0;
}客户端：
#ifndef _MYSOCK_H_
#define _MYSOCK_H_
#include <arpa/inet.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
int SOCKET(int domain, int type, int protocol);
int BIND(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);
ssize_t RECV(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags);
ssize_t SEND(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags);
int CONNECT(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);
int ACCEPT(int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t* addrlen);
int LISTEN(int sockfd, int backlog);
char* FGETS(char* s, int size, FILE* stream);
int SELECT(int nfds, fd_set* readfds, fd_set* writefds, fd_set* exceptfds,
struct timeval* timeout);
int socket_init();
int return_response(int clientfd, const char* clientip);
//void strDeal(int *client_fd);
// 全局变量声明
char recv_buf[1024];
char time_buf[64];
int serverFd, clientFd;
struct sockaddr_in clientAddr;
fd_set set, oset;
int client_array[1020];
int maxfd, ready;
socklen_t addrlen;
char clientip[16];
time_t tp;
ssize_t recvlen;
int toupper_flag;
#define SHUTDOWN 1
#endif#include "MySock.h"
//客户端源码编写，连接服务器成功，服务器反馈信息
#define _IP "xxx.xxx.xxx.xxx"
#define _PORT 8080
int main()
{
struct sockaddr_in ServerAddr;
bzero(&ServerAddr,sizeof(ServerAddr));
ServerAddr.sin_family=AF_INET;
ServerAddr.sin_port=htons(_PORT);
inet_pton(AF_INET,_IP,&ServerAddr.sin_addr.s_addr);
int Myfd=SOCKET(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
//看需求决定是否要绑定
char Response[1024];//存放服务端反馈信息
ssize_t recvlen;
bzero(Response,sizeof(Response));
char sendbuf[1024];
if((CONNECT(Myfd,(struct sockaddr *)&ServerAddr,sizeof(ServerAddr)))==0)
{
while(1)
{
if((recvlen=RECV(Myfd,Response,sizeof(Response),0))>0)
{
printf("%s\n",Response);
}
printf("Please Type Some text:");//读取标准输入发送给服务端
FGETS(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin);
sendbuf[strcspn(sendbuf,"\n")]='\0';
SEND(Myfd,sendbuf,sizeof(sendbuf),0);
}
}
close(Myfd);
printf("Client is Over\n");
return 0;
}运行结果：可以同时运行多个客户端
通过命令查看服务端运行的子进程：
当客户端退出后，杀死子进程
缺点：频繁创建子进程开销大，并且对回收考虑欠佳，会产生僵尸进程
多进程+多线程
在父进程下创建两个线程，一个线程负责处理连接请求，另外一个线程处理子进程的回收。
负责回收的线程通过捕捉SIGCHLD信号触发捕捉函数杀死子进程
如果基于信号数量决定回收操作次数，一定会漏回收，所以回收方式应该是产生一次SIGCHLD信号，尽可能将当前可回收的所有僵尸回收完毕。
由于信号处理行为是共享的，如果产生回收信号，主线程也会尝试捕捉并执行捕捉函数，如果调用了捕捉函数，那么会强制中断主线程中的阻塞函数，影响连接。所以主线程需要设置对SIGCHLD屏蔽，屏蔽在线程创建后，继承给普通线程，普通线程完成捕捉设定，而后解除信号屏蔽。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#define _SERVER_IP "xxx.xxx.xxx.xxx"
#define _PORT 8080
#define _BACKLOG 128
#define _SHUTDOWN 1
#define _TRUE 1
#define _FALSE 0
#define _IPSIZE 16
#define _RECVLEN 1500
void sig_wait(int n)
{
pid_t zpid;
while((zpid=waitpid(-1,NULL,WNOHANG))>0)
{
printf("wait Thread Tid [0x%x] Wait Successfully,Zombie %d\n",(unsigned int)pthread_self(),zpid);
}
}
void * thread_wait(void *arg)
{
//设定信号捕捉
pthread_detach(pthread_self());
struct sigaction act,oact;
act.sa_handler=sig_wait;
act.sa_flags=0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
sigaction(SIGCHLD,&act,&oact);
//解除屏蔽
sigprocmask(SIG_SETMASK,&act.sa_mask,NULL);
printf("wait Thread [0x%x] is Waiting...\n",(unsigned int)pthread_self());
while(1)
sleep(1);
pthread_exit(NULL);
}
int main()
{
int recvlen;
struct sockaddr_in serverAddr,clientAddr;
int server_fd;
int client_fd;
char Result[_RECVLEN];
char client_ip[_IPSIZE];
pid_t pid;
//主线程设置屏蔽
sigset_t set,oldset;
sigemptyset(&set);
sigaddset(&set,SIGCHLD);
sigprocmask(SIG_SETMASK,&set,&oldset);
pthread_t tid;
pthread_create(&tid,NULL,thread_wait,NULL);//创建回收线程
socklen_t Addrlen;
serverAddr.sin_family=AF_INET;
serverAddr.sin_port=htons(_PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bind(server_fd,(struct sockaddr*)&serverAddr,sizeof(serverAddr));
listen(server_fd,_BACKLOG);
printf("Test TCP Server Version 1.1.0 is Running...\n");
time_t tp;
char time_buf[100];//存放当前系统时间
int toupper_flag;
while(_SHUTDOWN)
{
Addrlen=sizeof(clientAddr);
if((client_fd=accept(server_fd,(struct sockaddr*)&clientAddr,&Addrlen))>0)
{
//Socket通信
bzero(Result,sizeof(Result));
bzero(client_ip,sizeof(client_ip));
inet_ntop(AF_INET,&clientAddr.sin_addr.s_addr,client_ip,_IPSIZE);
printf("Connection From :IP[%s],PORT[%d]\n",client_ip,ntohs(clientAddr.sin_port));
sprintf(Result,"Hi [%s] Welcome to my TCP test server!service version 1.1.0...",client_ip);
send(client_fd,Result,strlen(Result),0);
bzero(Result,sizeof(Result));
pid=fork();//创建子进程处理通信，父进程只用于处理连接请求
if(pid>0)
{
}
else if(pid==0)
{
//读取用户数据，如果用户发的是普通小写字符字符串，转换为大写，如果发送的是local关键字，响应时间
//持续响应，循环读写
while((recvlen=recv(client_fd,Result,sizeof(Result),0))>0)
{//处理客户端业务
printf("Client Say:%s\n",Result);
if(strcmp(Result,"localtime")==0)
{
tp=time(NULL);//获取时间种子
ctime_r(&tp,time_buf);
time_buf[strcspn(time_buf,"\n")]='\0';
printf("[%s]Response SysTime Successfully!\n",client_ip);
send(client_fd,time_buf,strlen(time_buf)+1,0);
}
else
{
toupper_flag=0;
while(recvlen>toupper_flag)
{
Result[toupper_flag]=toupper(Result[toupper_flag]);
++toupper_flag;
}
printf("[%s]Response Toupper Successfully!\n",client_ip);
send(client_fd,Result,recvlen,0);
}
}
if(recvlen==0)//客户端退出
{
close(client_fd);
printf("[%s] is Exiting,Kill Child\n",client_ip);
exit(0);
}
}
else
{
perror("fork call failed");
exit(0);
}
close(client_fd);
}
else
{
perror("accpet failed");
close(server_fd);
exit(0);
}
}
close(server_fd);
return 0;
}
当客户端进程退出后，成功杀死了僵尸进程
服务端下有两个线程，一个负责创建通信进程，一个负责回收僵尸进程
