Linux网络编程服务器模型选择之并发服务器（下）

浏览数：38 / 时间：2015年06月20日

       前面两篇文章（参见）分别介绍了循环服务器和简单的并发服务器网络模型，我们已经知道循环服务器模型效率较低，同一时刻只能为一个客户端提供服务，而且对于TCP模型来说，还存在单客户端长久独占与服务器的连接，无法再响应其他连接，对于前面介绍的并发服务器模型是比较简单的，比如由于预先分配了固定进程数目，就导致无法动态调整等问题。在前面我们也提到了对accept函数的处理是区分不同服务器模型的一个重要依据，当然UDP服务器并不需要accept函数，因此本次主要介绍TCP的高级并发模型。按照对accept的不同处理，接下来主要介绍以下几种并发模型：

  1. 单客户端单进程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个进程用于响应；
  2. 单客户端单线程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个线程用于响应；
  3. 单客户端单线程，各自accept ：预先分配多个线程，在每一个线程里都独自等待客户端的连接并响应（注意accept需要互斥访问）；

并发模型伪代码

/* 单客户端单进程，统一accept */ 
/* 服务器主进程 */
  socket();
  bind();
  listen();
  while(1)
  {
    accept();
    fork();//子进程
  }
  close(); //关闭服务器端套接字
  
/* 服务器子进程1 */  
 recv();
 process();
 send();
 close();//关闭客户端套接字
 
/* 服务器子进程2(同上) */
..................
/* 单客户端单线程，统一accept */ 
/* 服务器主进程 */
  socket();
  bind();
  listen();
  while(1)
  {
    accept();
    pthread_create(); //创建响应线程
 }
 close();//关闭服务器端套接字

/* 服务器线程1 */
recv();
process();
send();
close();//关闭客户端套接字
/* 服务器线程2(同上)  */
..................
/* 单客户端单线程，各自accept */ 
/* 服务器主进程 */
 socket();
 bind();
 listen();
 pthread_create();//创建多个线程分别等待客户端连接
 pthread_join();//等待线程结束
 close();//关闭服务器端套接字
 
/* 服务器线程1 */
mutex_lock()//互斥锁
accept();
mutex_unlock();

recv();
process();
send();
close();//客户端套接字
/* 服务器线程2(同上)  */
..................

一个高级并发服务器模型的例子

单客户端单进程，统一accept  server端程序
 1 /* 单客户端单进程，统一accept  --server端程序*/ 
 2 #include <sys/types.h>
 3 #include <sys/socket.h>
 4 #include <netinet/in.h>
 5 #include <time.h>
 6 #include <string.h>
 7 #include <stdio.h>
 8 #define BUFFLEN 1024
 9 #define SERVER_PORT 12348
10 #define BACKLOG 5
11 
12 static void handle_request(int s_c)
13 {
14     time_t now;        
15     char buff[BUFFLEN];
16     int n = 0;
17     memset(buff, 0, BUFFLEN);
18     n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0);
19     if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4))
20     {
21         memset(buff, 0, BUFFLEN);
22         now = time(NULL);
23         sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
24         send(s_c, buff, strlen(buff),0);
25     }        
26     
27     close(s_c);    /*关闭客户端*/
28 }
29 
30 static void handle_connect(int s_s)
31 {
32     
33     int s_c;    /*客户端套接字文件描述符*/
34     struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
35     int len = sizeof(from);
36     
37     /*主处理过程*/
38     while(1)
39     {        
40         s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/
41         if(s_c > 0)/*客户端成功连接，创建进程进行数据处理*/
42         {
43             if(fork() > 0)  /*父进程*/
44             {
45                 close(s_c); /*关闭父进程的客户端连接套接字*/
46             }
47             else
48             {
49                 handle_request(s_c);/*处理连接请求*/
50             }
51         }
52     }        
53 }
54 
55 int main(int argc, char *argv[])
56 {
57     int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
58     struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/    
59     
60     /*建立TCP套接字*/
61     s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
62     
63     /*初始化地址*/
64     memset(&local, 0, sizeof(local));
65     local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
66     local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
67     local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/
68     
69     /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
70     int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
71     err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/
72     
73     /*处理客户端连接*/
74     handle_connect(s_s);
75     
76     close(s_s);
77     
78     return 0;        
79 }
单客户端单进程，统一accept  server端程序
 1 单客户端单进程，统一accept  server端程序
 2 #include <sys/types.h>
 3 #include <sys/socket.h>
 4 #include <netinet/in.h>
 5 #include <time.h>
 6 #include <string.h>
   #include <pthread>
 7 #include <stdio.h>
 8 #define BUFFLEN 1024
 9 #define SERVER_PORT 12348
10 #define BACKLOG 5
11 
12 static void *handle_request(void *argv)
13 {
14     int s_c = *((int*)argv);
15     time_t now;        
16     char buff[BUFFLEN];
17     int n = 0;
18     memset(buff, 0, BUFFLEN);
19     n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0);
20     if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4))
21     {
22         memset(buff, 0, BUFFLEN);
23         now = time(NULL);
24         sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
25         send(s_c, buff, strlen(buff),0);
26     }        
27     
28     close(s_c);    /*关闭客户端*/
29 }
30 
31 static void handle_connect(int s_s)
32 {    
33     int s_c;    /*客户端套接字文件描述符*/
34     struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
35     int len = sizeof(from);
36     pthread_t thread_do;
37     
38     /*主处理过程*/
39     while(1)
40     {        
41         s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/
42         if(s_c > 0)/*客户端成功连接，创建线程进行数据处理*/
43         {
44             int err = pthread_create(&thread_do,NULL,handle_request,(void*)&s_c;
45         }
46     }        
47 }
48 
49 int main(int argc, char *argv[])
50 {
51     int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
52     struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/        
53     
54     s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*建立TCP套接字*/
55     
56     /*初始化地址*/
57     memset(&local, 0, sizeof(local));
58     local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
59     local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
60     local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/
61     
62     /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
63     int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
64     err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/
65     
66     /*处理客户端连接*/
67     handle_connect(s_s);
68     
69     close(s_s);
70     
71     return 0;        
72 }

单客户端单线程，各自accept --server端程序

/** 单客户端单线程，各自accept --server端程序 */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread>
#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12348
#define BACKLOG 5
#define CLIENT_NUM 3

pthread_mutex_t g_lock = PTHREAD_MUTEX_INTIALIZER;


static void *handle_request(void *argv)
{
    int s_s = *((int*)argv); //服务器端套接字
    struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
    int len = sizeof(from);
    int s_c = -1; //客户端套接字
    for( ; ; )
    {
        time_t now;        
        char buff[BUFFLEN];
        int n = 0;
        memset(buff, 0, BUFFLEN);
        
        pthread_mutex_lock(&g_lock);
        s_c = accept(s_s,(struct sockaddr*)&from, &len);
        pthread_mutex_unlock(&g_lock);    

        n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0);
        if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4))
        {
            memset(buff, 0, BUFFLEN);
            now = time(NULL);
            sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
            send(s_c, buff, strlen(buff),0);
        }
        close(s_c);    /*关闭客户端*/
    }
    
    return NULL;
}

static void handle_connect(int s_s)
{    
    int s_s = s;
    pthread_t thread_do[CLIENT_NUM];
    for(int i=0; i<CLIENT_NUM;++i)
    {
        int err = pthread_create(&thread_do[i],NULL,handle_request,(void*)&s_s;
    }
    
    //等待线程结束
    for(int i=0; i<CLIENT_NUM;++i)
        pthread_join(thread_do[i],NULL);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
    struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/        
    
    s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*建立TCP套接字*/
    
    /*初始化地址*/
    memset(&local, 0, sizeof(local));
    local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
    local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
    local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/
    
    /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
    int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
    err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/
        
    handle_connect(s_s);/*处理客户端连接*/
    
    close(s_s);
    
    return 0;        
}

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