tcp_fork
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
// 定义一个类型别名,方便后续使用
typedef struct sockaddr* (SA);
// 信号处理函数,用于处理子进程结束的信号
void handle(int num)
{
// 等待子进程结束,防止产生僵尸进程
wait(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 注册信号处理函数,当收到 SIGCHLD 信号时,调用 handle 函数
signal(SIGCHLD, handle);
// 创建监听套接字
int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listfd)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并退出程序
perror("socket");
exit(1);
}
// 定义服务器地址结构体和客户端地址结构体,并初始化为 0
struct sockaddr_in ser, cli;
bzero(&ser, sizeof(ser));
bzero(&cli, sizeof(cli));
// 设置服务器地址结构体的参数
ser.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为 IPv4
ser.sin_port = htons(50000); // 设置端口号为 50000,并转换为网络字节序
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 设置服务器 IP 地址为本地回环地址
// 设置套接字选项,允许地址和端口重用
int on = 1;
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &on, sizeof(on));
// 将监听套接字与服务器地址绑定
int ret = bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser));
if (-1 == ret)
{
// 如果绑定失败,打印错误信息并退出程序
perror("bind");
exit(1);
}
// 开始监听连接请求,设置排队连接数为 3
listen(listfd, 3);
// 客户端地址结构体的长度
socklen_t len = sizeof(cli);
while (1)
{
// 接受客户端连接请求,返回通讯套接字
int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len);
if (-1 == conn)
{
// 如果接受连接失败,打印错误信息并继续循环
perror("accept");
// exit(1);
continue;
}
// 创建子进程
pid_t pid = fork();
if (0 == pid)
{
// 子进程执行的代码
while (1)
{
// 关闭监听套接字,因为子进程不需要它
close(listfd);
char buf[512] = {0};
// 从通讯套接字接收数据
int rd_ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);
if (rd_ret <= 0)
{
// 如果接收数据失败或客户端断开连接,打印提示信息并关闭通讯套接字,退出子进程
printf("cli off line\n");
close(conn);
// break;
exit(1);
}
// 打印接收到的客户端数据
printf("cli:%s\n", buf);
time_t tm;
// 获取当前时间
time(&tm);
// 将客户端数据和时间格式化后存入 buf 中
sprintf(buf, "%s %s", buf, ctime(&tm));
// 将 buf 中的数据发送回客户端
send(conn, buf, strlen(buf), 0);
}
}
else if (pid > 0)
{
// 父进程执行的代码,关闭通讯套接字
close(conn);
}
else
{
// 如果 fork 失败,打印提示信息并继续循环
printf("fork");
continue;
}
}
// 关闭监听套接字
close(listfd);
return 0;
}
这段代码实现了一个简单的 TCP 服务器,它在本地回环地址的 50000 端口上监听客户端连接请求。当有客户端连接时,服务器会创建一个子进程来处理与该客户端的通信。子进程会接收客户端发送的数据,并在数据后加上当前时间后发送回客户端。同时,服务器还注册了一个信号处理函数来处理子进程结束的信号,以防止产生僵尸进程。
tcp_pthread
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>
// 定义一个类型别名,方便后续使用
typedef struct sockaddr* (SA);
// 线程函数,用于处理与客户端的通信
void* th(void* arg)
{
// 将当前线程设置为分离状态,无需主线程进行连接
pthread_detach(pthread_self());
int conn =* (int*)arg;
//sem_post();
while (1)
{
char buf[512] = {0};
// 从通讯套接字接收数据
int rd_ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);
if (rd_ret <= 0)
{
// 如果接收数据失败或客户端断开连接,打印提示信息并关闭通讯套接字,退出线程
printf("cli off line\n");
close(conn);
break;
}
// 打印接收到的客户端数据
printf("cli:%s\n", buf);
time_t tm;
// 获取当前时间
time(&tm);
// 将客户端数据和时间格式化后存入 buf 中
sprintf(buf, "%s %s", buf, ctime(&tm));
// 将 buf 中的数据发送回客户端
send(conn, buf, strlen(buf), 0);
}
return NULL;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 创建监听套接字
int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listfd)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并退出程序
perror("socket");
exit(1);
}
// 定义服务器地址结构体和客户端地址结构体,并初始化为 0
struct sockaddr_in ser, cli;
bzero(&ser, sizeof(ser));
bzero(&cli, sizeof(cli));
// 设置服务器地址结构体的参数
ser.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为 IPv4
ser.sin_port = htons(50000); // 设置端口号为 50000,并转换为网络字节序
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 设置服务器 IP 地址为本地回环地址
// 设置套接字选项,允许地址和端口重用
int on = 1;
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &on, sizeof(on));
// 将监听套接字与服务器地址绑定
int ret = bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser));
if (-1 == ret)
{
// 如果绑定失败,打印错误信息并退出程序
perror("bind");
exit(1);
}
// 开始监听连接请求,设置排队连接数为 3
listen(listfd, 3);
// 客户端地址结构体的长度
socklen_t len = sizeof(cli);
while (1)
{
// 接受客户端连接请求,返回通讯套接字
int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len);
if (-1 == conn)
{
// 如果接受连接失败,打印错误信息并继续循环
perror("accept");
// exit(1);
continue;
}
pthread_t tid;
// 创建一个新线程来处理与客户端的通信
pthread_create(&tid, NULL, th, &conn);
//sem_wait();
// join();
// 确保 th 中,把 conn 保存到局部变量中
usleep(1000 * 5);
}
// 关闭监听套接字
close(listfd);
return 0;
}
这段代码实现了一个多线程的 TCP 服务器。服务器在本地回环地址的 50000 端口上监听客户端连接请求。当有客户端连接时,服务器会创建一个新线程来处理与该客户端的通信。每个线程独立地与对应的客户端进行交互,接收客户端发送的数据,并在数据后加上当前时间后发送回客户端。
主要步骤如下:
- 创建监听套接字,并设置服务器地址和端口等参数。
- 允许地址和端口重用。
- 绑定监听套接字到服务器地址。
- 开始监听连接请求。
- 在循环中,接受客户端连接请求。
- 为每个连接创建一个新线程,传入连接套接字的指针作为参数。
- 新线程在分离状态下运行,处理与客户端的通信。
- 主线程继续接受新的连接请求。
tcp_select
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
/* According to POSIX.1-2001, POSIX.1-2008 */
#include <sys/select.h>
/* According to earlier standards */
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
// 定义一个类型别名,方便后续使用
typedef struct sockaddr* (SA);
int main(int argc, char *argv[])
{
// 创建监听套接字
int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listfd)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并退出程序
perror("socket");
exit(1);
}
// 定义服务器地址结构体和客户端地址结构体,并初始化为 0
struct sockaddr_in ser, cli;
bzero(&ser, sizeof(ser));
bzero(&cli, sizeof(cli));
// 设置服务器地址结构体的参数
ser.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为 IPv4
ser.sin_port = htons(50000); // 设置端口号为 50000,并转换为网络字节序
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 设置服务器 IP 地址为本地回环地址
// 设置套接字选项,允许地址和端口重用
int on = 1;
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &on, sizeof(on));
// 将监听套接字与服务器地址绑定
int ret = bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser));
if (-1 == ret)
{
// 如果绑定失败,打印错误信息并退出程序
perror("bind");
exit(1);
}
// 开始监听连接请求,设置排队连接数为 3
listen(listfd, 3);
// 客户端地址结构体的长度
socklen_t len = sizeof(cli);
// 1. 创建文件描述符集合
fd_set rd_set, tmp_set;
FD_ZERO(&rd_set); // 清空读集合
FD_ZERO(&tmp_set); // 清空临时集合
// 2. 将监听套接字添加到临时集合
FD_SET(listfd, &tmp_set);
// 记录当前最大的文件描述符
int maxfd = listfd;
while (1)
{
// 复制临时集合到读集合,用于 select 调用
rd_set = tmp_set;
// 使用 select 函数监控文件描述符集合中的读事件
select(maxfd + 1, &rd_set, NULL, NULL, NULL);
int i = 0;
// 遍历所有可能的文件描述符
for (i = 0; i < maxfd + 1; i++)
{
// 如果当前文件描述符在读集合中被置位,并且是监听套接字
if (FD_ISSET(i, &rd_set) && i == listfd)
{
// 接受客户端连接请求,返回通讯套接字
int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len);
if (-1 == conn)
{
// 如果接受连接失败,打印错误信息并继续循环
perror("accept");
// exit(1);
continue;
}
// 将新的连接套接字添加到临时集合
FD_SET(conn, &tmp_set);
// 更新最大文件描述符
if (conn > maxfd)
maxfd = conn;
}
// 如果当前文件描述符在读集合中被置位,并且不是监听套接字
if (FD_ISSET(i, &rd_set) && i!= listfd)
{
int conn = i;
char buf[512] = {0};
// 从通讯套接字接收数据
int rd_ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);
if (rd_ret <= 0)
{
// 如果接收数据失败或客户端断开连接,从临时集合中清除该套接字,并关闭连接
FD_CLR(conn, &tmp_set);
close(conn);
printf("cli offline\n");
break;
}
// 打印接收到的客户端数据(注释掉了)
//printf("cli:%s\n", buf);
time_t tm;
// 获取当前时间
time(&tm);
// 将客户端数据和时间格式化后存入 buf 中
sprintf(buf, "%s %s", buf, ctime(&tm));
// 将 buf 中的数据发送回客户端
send(conn, buf, strlen(buf), 0);
}
}
}
// 关闭监听套接字
close(listfd);
return 0;
}
这段代码实现了一个基于select
函数的 TCP 服务器。服务器在本地回环地址的 50000 端口上监听客户端连接请求。
主要步骤如下:
- 创建监听套接字,并设置服务器地址和端口等参数。
- 允许地址和端口重用。
- 绑定监听套接字到服务器地址。
- 开始监听连接请求。
- 创建文件描述符集合,将监听套接字添加到集合中,并记录最大文件描述符。
- 在循环中,使用
select
函数监控文件描述符集合中的读事件。 - 如果监听套接字有可读事件,接受客户端连接请求,并将新的连接套接字添加到集合中,更新最大文件描述符。
- 如果其他套接字有可读事件,接收数据,处理数据(加上时间戳后发送回客户端),如果连接断开,从集合中清除该套接字并关闭连接。
tcp_epoll
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <sys/epoll.h>
// 定义一个类型别名,方便后续使用
typedef struct sockaddr* (SA);
// 向 epoll 实例添加文件描述符的函数
int add_fd(int epfd, int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN; // 关注读事件
ev.data.fd = fd;
int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);
if (-1 == ret)
{
perror("add fd");
}
return ret;
}
// 从 epoll 实例删除文件描述符的函数
int del_fd(int epfd, int fd)
{
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = fd;
int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, fd, &ev);
if (-1 == ret)
{
perror("add fd");
}
return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
// 创建监听套接字
int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listfd)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并退出程序
perror("socket");
exit(1);
}
// 定义服务器地址结构体和客户端地址结构体,并初始化为 0
struct sockaddr_in ser, cli;
bzero(&ser, sizeof(ser));
bzero(&cli, sizeof(cli));
// 设置服务器地址结构体的参数
ser.sin_family = AF_INET; // 设置地址族为 IPv4
ser.sin_port = htons(50000); // 设置端口号为 50000,并转换为网络字节序
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 设置服务器 IP 地址为本地回环地址
// 设置套接字选项,允许地址和端口重用
int on = 1;
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
setsockopt(listfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &on, sizeof(on));
// 将监听套接字与服务器地址绑定
int ret = bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser));
if (-1 == ret)
{
// 如果绑定失败,打印错误信息并退出程序
perror("bind");
exit(1);
}
// 开始监听连接请求,设置排队连接数为 3
listen(listfd, 3);
// 客户端地址结构体的长度
socklen_t len = sizeof(cli);
struct epoll_event rev[10] = {0};
// 1. 创建 epoll 实例
int epfd = epoll_create(10);
if (-1 == epfd)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并返回
perror("epoll_create");
return 1;
}
// 2. 将监听套接字添加到 epoll 实例
add_fd(epfd, listfd);
while (1)
{
// 3. 等待事件发生
int ep_ret = epoll_wait(epfd, rev, 10, -1);
int i = 0;
// 4. 查找有事件的文件描述符并处理
for (i = 0; i < ep_ret; i++)
{
if (rev[i].data.fd == listfd)
{
// 如果是监听套接字有事件,表示有新的连接请求
int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len);
if (-1 == conn)
{
// 如果接受连接失败,打印错误信息并继续循环
perror("accept");
continue;
}
// 将新的连接套接字添加到 epoll 实例
add_fd(epfd, conn);
}
else
{
int conn = rev[i].data.fd;
char buf[512] = {0};
// 从连接套接字接收数据
int rd_ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);
if (rd_ret <= 0)
{
// 如果接收数据失败或客户端断开连接,从 epoll 实例中删除该套接字,并关闭连接
del_fd(epfd, conn);
close(conn);
break;
}
time_t tm;
// 获取当前时间
time(&tm);
// 将客户端数据和时间格式化后存入 buf 中
sprintf(buf, "%s %s", buf, ctime(&tm));
// 将 buf 中的数据发送回客户端
send(conn, buf, strlen(buf), 0);
}
}
}
// 关闭监听套接字
close(listfd);
return 0;
}
这段代码实现了一个基于epoll
的 TCP 服务器。服务器在本地回环地址的 50000 端口上监听客户端连接请求。
主要步骤如下:
- 创建监听套接字,并设置服务器地址和端口等参数。
- 允许地址和端口重用。
- 绑定监听套接字到服务器地址。
- 开始监听连接请求。
- 创建
epoll
实例。 - 将监听套接字添加到
epoll
实例中。 - 在循环中,使用
epoll_wait
等待事件发生。 - 当有事件发生时,检查是监听套接字还是连接套接字的事件。如果是监听套接字的事件,接受新的连接请求,并将新的连接套接字添加到
epoll
实例中。如果是连接套接字的事件,接收数据,处理数据(加上时间戳后发送回客户端),如果连接断开,从epoll
实例中删除该套接字并关闭连接。
服务端
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
// 定义一个类型别名,方便后续使用
typedef struct sockaddr* (SA);
int main(int argc, char *argv[])
{
// 创建客户端套接字
int conn = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == conn)
{
// 如果创建失败,打印错误信息并退出程序
perror("socket");
exit(1);
}
// 定义服务器地址结构体,并初始化为 0
struct sockaddr_in ser;
bzero(&ser, sizeof(ser));
// 设置地址族为 IPv4
ser.sin_family = AF_INET;
// 设置端口号为 50000,并转换为网络字节序
ser.sin_port = htons(50000);
// 设置服务器 IP 地址为本地回环地址
ser.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// 连接到服务器
int ret = connect(conn, (SA)&ser, sizeof(ser));
if (-1 == ret)
{
// 如果连接失败,打印错误信息并退出程序
perror("connect");
exit(1);
}
int i = 5;
// 设置超时时间结构体
struct timeval tv;
tv.tv_sec = 3; // 秒数为 3
tv.tv_usec = 0; // 微秒数为 0
// 设置套接字接收超时时间
setsockopt(conn, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv));
while (1)
{
// 发送数据给服务器
char buf[512]="hello,this tcp test";
send(conn, buf, strlen(buf), 0);
bzero(buf, sizeof(buf));
// 从服务器接收数据
int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0);
if (ret == 0)
{
// 如果接收返回 0,表示服务器关闭连接
printf("ser close\n");
break;
}
if (ret <= 0)
{
// 如果接收返回小于等于 0,表示接收失败或超时
printf("time out,contineu\n");
}
// 打印接收到的服务器数据
printf("ser:%s\n", buf);
// 睡眠 1 秒
sleep(1);
}
// 关闭客户端套接字
close(conn);
return 0;
}
这段代码实现了一个简单的 TCP 客户端。它连接到本地回环地址的 50000 端口上的服务器,发送数据并接收服务器的响应。同时,设置了接收超时时间为 3 秒,如果在 3 秒内没有接收到数据,就会打印超时信息并继续循环。客户端会不断发送数据、接收响应并打印,直到服务器关闭连接。