网络编程day05（循环服务器、并发服务器）

欢'2024-09-12 15:05

目录

服务器模型

1》循环服务器

2》并发服务器

[1> 多进程：每有一个客户端连接创建一个进程进行通信](#1> 多进程：每有一个客户端连接创建一个进程进行通信)

[2> 多线程：每有一个客户端连接创建一个线程进行通信](#2> 多线程：每有一个客户端连接创建一个线程进行通信)

[3> IO多路复用](#3> IO多路复用)

[4> 总结](#4> 总结)

服务器模型

在网络通信中，通常一个服务器要连接多个客户端

为了处理多个客户端的请求，通常有多种表现形式：循环服务器、并发服务器

1》循环服务器

循环服务器：一个服务器在同一时间只能处理一个客户端的请求

cs 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        perror("argc err\n");
        return -1;
    }
    char buf[128] = {0};
    // 1.创建套接字（socket）---------------》有手机
    int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (socketfd < 0)
    {
        perror("socket err\n");
        return -1;
    }
    printf("socketfd: %d\n", socketfd);
    // 2.指定(自己）网络信息--------------------》有号码
    // struct sockaddr_in
    // {
    //     sa_family_t sin_family;  /* address family: AF_INET */
    //     in_port_t sin_port;      /* port in network byte order */
    //     struct in_addr sin_addr; /* internet address */
    // };

    // /* Internet address. */
    // struct in_addr
    // {
    //     uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
    // };

    struct sockaddr_in saddr, caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0"); // 全局地址，自动获取本机地址
    // saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    // 3.绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）
    if (bind(socketfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err\n");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字（listen）-----------------》待机
    if (listen(socketfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err\n");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");

    // 5.接收客户端连接请求（accept）--》接电话
    while (1) // 循环等待客户端链接，实现循环服务器功能
    {
        int len = sizeof(caddr);
        int acceptfd = accept(socketfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err\n");
            return -1;
        }
        printf("acceptfd: %d\n", acceptfd);
        printf("port: %d  ip: %s\n", ntohs(caddr.sin_port), inet_ntoa(caddr.sin_addr)); // 来电显示，显示客户端信息
        // 6.接收、发送数据（recv send）---》通话
        int ret;

        /*设置套接字属性：超时重传*/
        struct timeval tm = {2, 0};
        setsockopt(acceptfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &tm, sizeof(tm));

        while (1)
        {
            ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
            if (ret < 0)
            { 
                perror("recv error\n");
                
            }
            else if (ret == 0)
            {
                printf("client exit\n");
                break;
            }
            else
            {
                printf("buf: %s\n", buf);
                memset(buf, 0, sizeof(buf));
            }
        }

        // 7.关闭套接字（close）-----------------》挂电话
        close(acceptfd);
    }
    close(socketfd);

    return 0;
}

2》并发服务器

并发服务器：一个服务器在同一时间内可以处理多个客户端的请求，有三种实现方法

1> 多进程：每有一个客户端连接创建一个进程进行通信

cs 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

void handler(int sig)
{
    wait(NULL);//回收子进程资源
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    pid_t pid;
    char buf[128] = {0};
    int ret, acceptfd;
    // 1.创建套接字（socket）---------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd); // 3
    // 2.指定网络信息---------------------------》有号码
    struct sockaddr_in saddr, caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;            // IPV4
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); // 端口号
    // saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.50.13"); // 虚拟机IP
    // saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    int len = sizeof(caddr);
    // 3.绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字（listen）-----------------》待机
    if (listen(sockfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求（accept）--》接电话
    // tcp服务器一共有两类文件描述符,一类用于连接,一类用于通信
    // socket函数返回值:用于连接的文件描述符
    // accept函数返回值:用于通信的文件描述符
    signal(SIGCHLD, handler);//设置信号处理方式
    while (1)
    {
        acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err");
            return -1;
        }
        printf("port:%d ip:%s\n", ntohs(caddr.sin_port), inet_ntoa(caddr.sin_addr));
        printf("acceptfd:%d\n", acceptfd);
        pid = fork();//创建子进程
        if (pid < 0)
        {
            perror("fork err");
            return -1;
        }
        else if (pid == 0)//子进程用于通信
        {
            // 6.接收、发送数据（recv send）---》通话
            while (1)
            {
                // read/write()
                ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
                if (ret < 0)
                {
                    perror("recv err");
                    break;
                }
                else if (ret == 0)//客户端退出
                {
                    printf("client exit\n");
                    break;
                }
                else
                {
                    printf("buf:%s\n", buf);
                    memset(buf, 0, sizeof(buf));
                }
            }
            // 7.关闭套接字（close）-----------------》挂电话
            close(acceptfd);//关闭子进程通信描述符
            exit(0);//退出子进程
        }
        else//父进程用于循环链接客户端
            close(acceptfd);//关闭父进程通信文件描述符
    }

    close(sockfd);

    return 0;
}

2> 多线程：每有一个客户端连接创建一个线程进行通信

cs 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void *handler(void *arg)//从线程函数
{
    int ret, acceptfd;
    acceptfd = *((int *)arg);//强转为 int 类型
    char buf[128] = {0};
    // 6.接收、发送数据（recv send）---》通话
    while (1)
    {
        // read/write()
        ret = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0);
        if (ret < 0)
        {
            perror("recv err");
            return NULL;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            printf("client exit\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("buf:%s\n", buf);
            memset(buf, 0, sizeof(buf));
        }
        // 7.关闭套接字（close）-----------------》挂电话
        }
    close(acceptfd);
    pthread_exit(NULL);//退出线程
}

int main(int argc, char const *argv[])
{

    int acceptfd;
    pthread_t tid;
    // 1.创建套接字（socket）---------------》有手机
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        perror("socket err");
        return -1;
    }
    printf("sockfd:%d\n", sockfd); // 3
    // 2.指定网络信息---------------------------》有号码
    struct sockaddr_in saddr, caddr;
    saddr.sin_family = AF_INET;            // IPV4
    saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); // 端口号
    // saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.50.13"); // 虚拟机IP
    // saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");
    saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    int len = sizeof(caddr);
    // 3.绑定套接字（bind）------------------》绑定手机（插卡）
    if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof(saddr)) < 0)
    {
        perror("bind err");
        return -1;
    }
    printf("bind ok\n");
    // 4.监听套接字（listen）-----------------》待机
    if (listen(sockfd, 6) < 0)
    {
        perror("listen err");
        return -1;
    }
    printf("listen ok\n");
    // 5.接收客户端连接连接请求（accept）--》接电话
    // tcp服务器一共有两类文件描述符,一类用于连接,一类用于通信
    // socket函数返回值:用于连接的文件描述符
    // accept函数返回值:用于通信的文件描述符
    while (1)
    {

        acceptfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&caddr, &len);
        if (acceptfd < 0)
        {
            perror("accept err");
            return -1;
        }
        printf("port:%d ip:%s\n", ntohs(caddr.sin_port), inet_ntoa(caddr.sin_addr));
        printf("acceptfd:%d\n", acceptfd);

        pthread_create(&tid, NULL, handler, &acceptfd);//创建从线程
        pthread_detach(tid);//不阻塞回收从线程资源
    }
    close(sockfd);

    return 0;
}

3> IO多路复用

select poll epoll 见上篇博客 IO多路复用

4> 总结

多进程：

优点：服务器更稳定，父子进程资源独立，安全性高

缺点：需要开辟多个进程，资源消耗大，系统开销大

多线程：

优点：相对于多进程，资源开销小，多个线程共享同一个进程的资源

缺点：需要开辟多个线程，安全性差

IO多路复用：

优点：节省资源，系统开销小，性能高

缺点：代码复杂度高

今天的分享就到这里结束啦，如果有哪里写的不好的地方，请指正。

如果觉得不错并且对你有帮助的话点个关注支持一下吧！

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