一、引言
在网络编程中，TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。而多进程并发则是一种提高服务器处理能力的有效手段，允许服务器同时处理多个客户端的请求。本文将详细介绍如何使用 TCP 协议进行网络通信，并结合fork函数实现多进程并发处理客户端连接。
二、整体思路
我们将实现一个简单的客户端 - 服务器模型，服务器端使用fork函数为每个客户端连接创建一个子进程进行处理，客户端则负责与服务器建立连接、发送数据并接收服务器的响应。
三、代码实现
1. 服务器端代码（ser.c）
以下是服务器端的代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
int main()
{
//创建套接字, AF_INET ipv4协议族, 字节流服务 ，版本目前为0
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (-1 == sockfd )
{
exit(1);
}
//指定套接字地址（ip,port)
struct sockaddr_in saddr,caddr;
memset(&saddr,0,sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(6000);//1024,
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
if ( -1 == res )
{
printf("bind err\n");
exit(1);
}
res = listen(sockfd,5);//创建监听队列
if ( -1 == res )
{
exit(1);
}
while( 1 )
{
int len = sizeof(caddr);
int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//接受连接, 可能阻塞
if(c < 0 )
{
continue;
}
printf("accept c=%d\n",c);
pid_t pid = fork();
if ( pid == -1 )
{
close(c);
continue;
}
if( pid == 0 )
{
while( 1 )
{
char buff[128] = {0};
int n = recv(c,buff,127,0);//接受客户端发过来的数据，存放到buff中
if( n <= 0 )
{
break;
}
printf("buff=%s\n",buff);
send(c,"ok",2,0);//给客户端发送ok,
}
close(c);
printf("client close\n");
exit(0);//退出子进程
}
//close(c);
}
}
代码解释：
socket函数：创建一个 TCP 套接字。bind函数：将套接字与指定的 IP 地址和端口号绑定。listen函数：将套接字设置为监听状态，创建一个监听队列。accept函数：接受客户端的连接请求，返回一个新的套接字用于与客户端通信。fork函数：为每个客户端连接创建一个子进程，子进程负责处理该客户端的请求。recv函数：接收客户端发送的数据。send函数：向客户端发送响应数据。
2. 客户端代码（cli.c）
以下是客户端的代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
int main()
{
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if ( -1 == sockfd )
{
exit(1);
}
struct sockaddr_in saddr;//服务器的Ip,port
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));
if ( -1 == res )
{
printf("connect err\n");
exit(1);
}
while( 1 )
{
printf("input:\n");
char buff[128] = {0};
fgets(buff,128,stdin);
if( strncmp(buff,"end",3) == 0 )
{
break;
}
send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);//给服务器发数据
memset(buff,0,128);
recv(sockfd,buff,127,0);//接收服务器返回的数据
printf("recv:%s\n",buff);
}
close(sockfd);
exit(0);
}
代码解释：
socket函数：创建一个 TCP 套接字。connect函数：与服务器建立连接。send函数：向服务器发送数据。recv函数：接收服务器返回的数据。
四、编译与运行
-
编译服务器端代码：
gcc ser.c -o ser
- 编译客户端代码：
gcc cli.c -o cli
- 运行服务器：
./ser
- 运行客户端：
./cli
五、利用多进程服务器
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <pthread.h>
int socket_init();
void* fun(void* arg)
{
int *p = (int*)arg;
int c = *p;
free(p);
while( 1 )
{
char buff[128] = {0};
int n = recv(c,buff,127,0);// n > 0 ,收到n个字节,n==0 对方关闭， -1失败
if( n <= 0 )
{
break;
}
printf("buff=%s\n",buff);
send(c,"ok",2,0);
}
close(c);//关闭
printf("client close\n");
}
int main()
{
int sockfd = socket_init();
if ( sockfd == -1 )
{
exit(1);
}
while( 1 )
{
struct sockaddr_in caddr;//记录客户端的ip port(地址）
int len = sizeof(caddr);
int c = accept(sockfd,(struct sockaddr*)&caddr,&len);//caddr有值，存ip,port
if ( c < 0 )
{
continue;
}
printf("accept c=%d\n",c);
pthread_t id;
int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
*p = c;
pthread_create(&id,NULL,fun,(void*)p);
}
}
int socket_init()
{
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);// 0,1,2, 3
if ( sockfd == -1 )
{
return -1;
}
struct sockaddr_in saddr;//套接字地址, ip +port
saddr.sin_family = AF_INET;//ipv4
saddr.sin_port = htons(6000);//
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
if ( res == -1 )
{
printf("bind err\n");
return -1;
}
res = listen(sockfd,5);
if ( res == -1 )
{
return -1;
}
return sockfd;
}
