网络编程代码实例：多进程版

news2024/10/7 19:29:24

文章目录

  • 前言
  • 代码仓库
  • 内容
  • 代码（有详细注释）
    • server.c
    • client.c
    • Makefile
  • 结果
  • 总结
  • 参考资料
  • 作者的话

前言

网络编程代码实例：多进程版。

代码仓库

  • yezhening/Environment-and-network-programming-examples: 环境和网络编程实例 (github.com)
  • Environment-and-network-programming-examples: 环境和网络编程实例 (gitee.com)

内容

  • 使用传输控制协议（TCP）
  • 一个服务端可连接多个客户端
  • 多次手动通信

代码（有详细注释）

server.c

// 头文件————————————————————
// #include <sys/socket.h> // socket()、sockaddr、bind()、listen()、accept()、recv()、send()
#include <stdio.h>  //(perror())、printf()
#include <stdlib.h> //exit()
// #include <netinet/in.h> //sockaddr_in、（htons()）
#include <string.h>    //bzero()、strncpy()
#include <arpa/inet.h> //inet_pton()
// #include <unistd.h>     //close()、fork()
#include <errno.h> //errno

// 全局常量————————————————————
const g_serv_port = 6666;     // 服务端的端口号
const g_listen_max_count = 5; // 监听的最大连接数
const g_buff_size = 64;      // 消息缓冲区的大小

// 函数声明————————————————————
void handle_request(int connect_fd); // 处理请求

// 主函数————————————————————
int main(int arg, char *argv[])
{
    // 网络连接————————————————————
    int listen_fd; // 监听套接字文件描述符
    // 创建套接字并获取套接字文件描述符
    if ((listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) == -1)
    {
        perror("socket() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct sockaddr_in serv_addr; // 服务端网络信息结构体
    // 初始化服务端网络信息结构体
    bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(g_serv_port);
    if ((inet_pton(AF_INET, "0.0.0.0", &serv_addr.sin_addr)) != 1)
    {
        perror("inet_pton() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定套接字与网络信息
    if ((bind(listen_fd, (struct sockaddr *)(&serv_addr), sizeof(serv_addr))) == -1)
    {
        if ((close(listen_fd)) == -1)
        {
            perror("bind() close() error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        perror("bind() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 套接字设置被动监听状态
    if ((listen(listen_fd, g_listen_max_count)) == -1)
    {
        if ((close(listen_fd)) == -1)
        {
            perror("listen() close() error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        perror("listen() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct sockaddr_in clie_addr; // 客户端网络信息结构体
    int clie_addr_size;           // 客户端网络信息结构体大小
    int connect_fd;               // 连接套接字文件描述符
    bzero(&clie_addr, sizeof(clie_addr));
    clie_addr_size = sizeof(struct sockaddr);
    pid_t pid; // 进程号
    // 循环监听客户端请求
    // 原则：父进程不能退出，子进程可以退出
    while (1)
    {
        // 与客户端建立连接
        if ((connect_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr *)(&clie_addr), &clie_addr_size)) == -1)
        {
            perror("accept() error");
            continue; // 继续监听
        }

        // 创建子进程处理请求
        pid = fork();
        if (pid == -1) // 错误
        {
            perror("fork() error");
            continue; // 继续监听
        }
        else if (pid == 0) // 子进程
        {
            if ((close(listen_fd)) == -1) // 1.关闭监听套接字文件描述符
            {
                if ((close(connect_fd)) == -1)
                {
                    perror("fork() close() connect_fd child_process error");
                    exit(EXIT_FAILURE); // 子进程退出
                }

                perror("fork() close() listen_fd child_process error");
                exit(EXIT_FAILURE); // 子进程退出
            }

            handle_request(connect_fd); // 2.处理请求

            if ((close(connect_fd)) == -1) // 3.关闭连接套接字文件描述符
            {
                perror("fork() close() connect_fd2 child_process error");
                exit(EXIT_FAILURE); // 子进程退出
            }

            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        else if (pid > 0) // 父进程
        {
            if ((close(connect_fd)) == -1) // 关闭连接套接字文件描述符
            {
                perror("fork() close() connect_fd parent_process error");
                continue; // 继续监听
            }
        }
    }

    if ((close(listen_fd)) == -1) // 父进程关闭监听套接字文件描述符。实际不会执行
    {
        perror("close() listen_fd error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

// 函数定义————————————————————
// 处理请求
void handle_request(int connect_fd) // 参数：连接套接字文件描述符
{
    // 传输消息————————————————————
    char msg_recv[g_buff_size]; // 从客户端接收的消息缓冲区
    char msg_send[g_buff_size]; // 发送到客户端的消息缓冲区
    int recv_bytes;             // 接收的消息字节数

    while (1) // 循环接收和发送消息
    {
        bzero(&msg_recv, sizeof(*msg_recv));
        bzero(&msg_send, sizeof(*msg_send));

        recv_bytes = recv(connect_fd, msg_recv, g_buff_size, 0); // 接收消息
        if (recv_bytes > 0) // 有消息
        {
            printf("Received message: %s", msg_recv); // 接收的消息

            strncpy(msg_send, msg_recv, g_buff_size);               // 发送的消息
            if ((send(connect_fd, msg_send, g_buff_size, 0)) == -1) // 发送消息
            {
                perror("send() error");
                return; // 函数返回后，关闭连接套接字文件描述符，结束子进程
            }
        }
        else if (recv_bytes == 0) // 文件末尾EOF：在客户端标准输入Ctrl+D
        {
            printf("The process %d received the end of file\n", getpid());
            return; // 函数返回后，关闭连接套接字文件描述符，结束子进程
        }
        else if ((recv_bytes == -1) && (errno == EINTR)) // 信号或网络中断recv()
        {
            continue; // 继续接收消息
        }
        else if (recv_bytes == -1) // 错误
        {
            perror("recv() error");
            return; // 函数返回后，关闭连接套接字文件描述符，结束子进程
        }
    }

    return;
}

client.c

// 头文件————————————————————
// #include <sys/socket.h> //socket()、sockaddr、connect()、send()、recv()
#include <stdio.h>  //（perror()）、printf()、（fgets()）
#include <stdlib.h> //exit()
// #include <netinet/in.h> //sockaddr_in、（htons()）
#include <string.h>    //bzero()、strncpy()
#include <arpa/inet.h> //inet_pton()
// #include <unistd.h>     //close()
#include <errno.h> //errno

// 全局常量————————————————————
const g_serv_port = 6666; // 服务端端口号
const g_buff_size = 64;   // 消息缓冲区大小

// 函数声明————————————————————
void handle(int sock_fd); // 处理

// 主函数————————————————————
int main(int argc, char *argv[])
{
    // 网络连接————————————————————
    int sock_fd; // 套接字文件描述符
    // 创建套接字并获取套接字文件描述符
    if ((sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) == -1)
    {
        perror("socket() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct sockaddr_in serv_addr; // 服务端网络信息结构体
    // 初始化服务端网络信息结构体
    bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(g_serv_port);
    if ((inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr)) != 1)
    {
        perror("inet_pton() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 与服务端建立连接
    if ((connect(sock_fd, (struct sockaddr *)(&serv_addr), sizeof(serv_addr))) == -1)
    {
        if ((close(sock_fd)) == -1)
        {
            perror("connect() close() error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        perror("connect() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    handle(sock_fd); // 处理

    // 关闭套接字文件描述符
    if ((close(sock_fd)) == -1)
    {
        perror("close() error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

// 函数定义————————————————————
// 处理
void handle(int sock_fd) // 参数：套接字文件描述符
{
    // 传输消息————————————————————
    char msg_send[g_buff_size]; // 发送到服务端的消息缓冲区
    char msg_recv[g_buff_size]; // 从服务端接收的消息缓冲区
    int recv_bytes;             // 接收的消息字节数

    while (1) // 循环发送和接收消息
    {
        bzero(&msg_send, sizeof(*msg_send));
        bzero(&msg_recv, sizeof(*msg_recv));

        printf("Send message: ");
        if ((fgets(msg_send, g_buff_size, stdin)) == NULL)
        // 从标准输入获取消息。错误或遇到文件结尾(EOF)：在客户端标准输入Ctrl+D，相当于关闭连接
        {
            printf("End of connection\n");
            return; // 函数返回后，关闭套接字文件描述符，结束进程
        }

        if ((send(sock_fd, msg_send, g_buff_size, 0)) == -1) // 发送消息
        {
            perror("send() error");
            return; // 函数返回后，关闭连接套接字文件描述符，结束进程
        }

        recv_bytes = recv(sock_fd, msg_recv, g_buff_size, 0); // 接收消息
        if (recv_bytes > 0)                                   // 有数据
        {
            printf("Received message: %s", msg_recv); // 接收的消息
        }
        else if (recv_bytes == 0) // 服务端进程提前终止，在服务端标准输入Ctrl+C中断进程
        {
            printf("Server terminated prematurely\n");
            return; // 函数返回后，关闭套接字文件描述符，结束进程
        }
        else if ((recv_bytes == -1) && (errno == EINTR)) // 信号或网络中断recv()
        {
            continue; // 继续发送和接收数据
        }
        else if (recv_bytes == -1) // 错误
        {
            perror("recv() error");
            return; // 函数返回后，关闭套接字文件描述符，结束进程
        }
    }

    return;
}

Makefile

#变量
targets = server client

#伪目标
.PHONY : all
all : $(targets) 

#规则
server : server.c
	gcc -o server server.c 

client : client.c
	gcc -o client client.c

#伪目标
.PHONY : clean
clean :
	rm $(targets)

结果

正常情况，服务端表现：

在这里插入图片描述

正常情况，客户端1表现：

在这里插入图片描述

正常情况，客户端2表现：

在这里插入图片描述
正常情况，客户端3表现：

在这里插入图片描述
服务端终止，服务端表现：

在这里插入图片描述

服务端终止，客户端表现：

在这里插入图片描述
客户端终止连接，服务端表现：

在这里插入图片描述
客户端终止连接，客户端表现：

在这里插入图片描述

总结

网络编程代码实例：多进程版。

参考资料

  • 《UNIX环境高级编程（第3版）》作者：W.Richard Stevens，Stephen A.Rago
  • 《UNIX网络编程（第3版）》作者：W.Richard Stevens，Bill Fenner，Andrew M.Rudoff

作者的话

  • 感谢参考资料的作者/博主
  • 作者：夜悊
  • 版权所有，转载请注明出处，谢谢~
  • 如果文章对你有帮助，请点个赞或加个粉丝吧，你的支持就是作者的动力~
  • 文章在描述时有疑惑的地方，请留言，定会一一耐心讨论、解答
  • 文章在认识上有错误的地方, 敬请批评指正
  • 望读者们都能有所收获

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