多任务回声服务器模型

在编写代码前，先让我们大致将多任务（回声）服务器的模型抽象一下，如下图所示：

当客户端请求服务（连接请求）时，回声服务器端便会创建子进程以提供服务。为了完成这些任务，需要经过以下过程：

第一阶段 : 回声服务器端(父进程)调用accept函数受理客户端发来的连接请求。
第二阶段 : 父进程套接字的文件描述符被拷贝传递给子进程。
第三阶段 : 子进程利用传递来的文件描述符提供服务。

OK，让我们开始试着用代码去实现

multi_echoserver.cpp

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

#define BUF_SIZE 1024

void Handler_childproc(int sig)
{
    int status;
    pid_t pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    printf("Removed process id: %d \n", pid);
}

void Sender_message(char *message)
{
    puts(message);
    exit(1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    int str_len, state, port;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    struct sigaction act;
    pid_t pid;
    socklen_t adr_sz;
    char buf[BUF_SIZE];
    //防止僵尸进程
    act.sa_handler = Handler_childproc;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    state = sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (serv_sock == -1)
    {
        Sender_message((char *)"Socket creation error");
    }

    printf("Please input the port of socket that you want to create:\n");
    scanf("%d", &port);
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(port);

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
    {
        Sender_message((char *)"bind error");
    }
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
    {
        Sender_message((char *)"listen error");
    }

    while (1)
    {
        adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        //accept后（受理客户端发来的请求）创建子进程
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz);
        if (clnt_sock == -1)
        {
            continue;
        }
        else
        {
            puts("New client was connected...");
        }

        pid = fork();

        switch (pid)
        {
        case -1:
        {
            close(clnt_sock);
            continue;
        }
        case 0: //子进程
        {
       //关闭服务器端套接字的文件描述符（很重要，若不处理会使服务器端套接字最终无法正常关闭）
            close(serv_sock);
            while ((str_len = read(clnt_sock, buf, BUF_SIZE)) != 0)
            {
                write(clnt_sock, buf, str_len);
            }
            close(clnt_sock);
            puts("Client was disconnected...");
            return 0;
        }
        default: //父进程
        {
            //关闭客户端连接
            close(clnt_sock);
            break;
        }
        }
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}

* 可以直接用之前编译的回声客户端代码，参见：回声客户端缺陷的解决这一篇文章

运行结果：

启动多个回声客户端后，没啥问题，功能正常~

补充：

在上述代码中(multi_echoserver)，调用fork函数后，父进程会复制2个套接字的文件描述符给子进程（一个是服务器，一个是客户端），过程如下图所示：

当1个套接字中衍生出了2个文件描述符时，只有这2个描述符都被销毁后，套接字才能被完全销毁。（无论是在客户端还是服务器端，依此类推）因此，在调用fork函数后，一定要将无关的套接字的文件描述符处理好，否则将导致套接字无法正常关闭。