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在Linux網(wǎng)絡(luò)編程中，一般建立在兩端之間，服務(wù)器端和客戶端�？蛻舳耸敲嫦蛴脩舻膽�(yīng)用，而服務(wù)器端要處理客戶端所提出的請(qǐng)求。通常一個(gè)服務(wù)器要面向多個(gè)客戶端，保證對(duì)每個(gè)客戶端都能高效的處理，這時(shí)候需要并發(fā)操作。實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的方法有兩個(gè)，一個(gè)是并發(fā)服務(wù)器，另一個(gè)是多路復(fù)用I/O，現(xiàn)在就給大家介紹一下這兩種方法。

方法一：并發(fā)服務(wù)器

這個(gè)方法可以通過進(jìn)程(線程)來實(shí)現(xiàn)，主要根據(jù)子進(jìn)程(子線程)之間并行運(yùn)行的特點(diǎn)。將對(duì)客戶端請(qǐng)求的處理工作，交于子進(jìn)程(子線程)來處理，達(dá)到一個(gè)服務(wù)器同時(shí)處理多個(gè)客戶端的效果。通過2個(gè)例子實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)器與客戶端的一對(duì)多。

例1：進(jìn)程實(shí)現(xiàn)并發(fā)服務(wù)器(TCP通信)

首先，服務(wù)器端代碼如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

int main()

{

int sockfd, newfd, r;

struct sockaddr_in myaddr;

struct sockaddr fromaddr;

socklen_t len = 16;

char buf[100] = {0};

pid_t pid;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創(chuàng)建TCP通信的套接字--流式套接字

myaddr.sin_family = AF_INET; // 地址信息填寫

myaddr.sin_port = htons(56666); // 要綁定的端口號(hào)

myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");// 要綁定的地址 這里以 127.0.0.1為例

r = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)); // 綁定地址信息

if( listen(sockfd, 10) < 0){ // 設(shè)置監(jiān)聽 同一時(shí)刻能客戶端的連接請(qǐng)求的大數(shù)

perror("listen ");return -1;

}

while(1) { // 循環(huán)

newfd = accept(sockfd, &fromaddr, &len); // 阻塞接收 客戶端的連接請(qǐng)求

pid = fork(); // 創(chuàng)建新進(jìn)程

if(pid == 0){ // 子進(jìn)程 處理以連接成功的客戶端

while(1){

r = recv(newfd, buf, 100, 0); //處理客戶端 接收信息

if(r <= 0){ printf("客戶端已退出：%d \n",newfd);break; }

printf("%d : %s\n", newfd, buf);

bzero(buf, strlen(buf));

}

close(newfd); // 關(guān)閉 連接

exit(0); // 處理完 子進(jìn)程退出

}else if(pid < 0){ exit(0); }

}

close(sockfd);

}

客戶端代碼如下：

int main()

{

int sockfd,r;

char buf[100] = {0};

struct sockaddr_in toaddr;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創(chuàng)建TCP通信的套接字--流式套接字

printf("sockfd = %d\n", sockfd);

toaddr.sin_family = AF_INET; // 地址信息填寫

toaddr.sin_port = htons(56666); // 對(duì)方的端口號(hào)

toaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 對(duì)方的IP地址

// 發(fā)送連接請(qǐng)求 與對(duì)方建立連接

r = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&toaddr, sizeof(toaddr));

if(r == -1){ perror("connect "); return -1; }

printf("connect OK\n"); // 連接成功

while(1){ // 循環(huán) 向服務(wù)器端發(fā)送信息

scanf("%s", buf);

send(sockfd, buf, strlen(buf), 0);

}

close(sockfd);

}

然后，編譯服務(wù)器端 和 客戶端，終端執(zhí)行如圖1命令：

圖1 編譯文件

用一個(gè)終端執(zhí)行服務(wù)器，多個(gè)終端執(zhí)行客戶端，結(jié)果如圖2：

左邊第一個(gè)是服務(wù)器端，先開啟;右邊2個(gè)是客戶端，同時(shí)訪問服務(wù)器;服務(wù)器能同時(shí)處理這些客戶端。

圖2 執(zhí)行結(jié)果

例2：線程實(shí)現(xiàn)并發(fā)服務(wù)器(TCP通信)

首先，服務(wù)器端代碼如下：

……

#include

void * fun(void *p) // 線程處理函數(shù)

{

int fd = *((int *)p); // 獲取傳參 得到 套接字描述符

char buf[100] = {0};

int r;

printf("pthread fd = %d start\n", fd);

while(1){ //循環(huán) 接受信息

r = recv(fd, buf, 100, 0);

if(r <= 0){ printf("客戶端已退出 : %d\n",fd); break; }

printf("%d : %s\n", fd, buf);

bzero(buf,strlen(buf));

}

close(fd); // 關(guān)閉套接字 線程結(jié)束

}

int main()

{

int sockfd, newfd, r;

struct sockaddr_in myaddr;

struct sockaddr fromaddr;

socklen_t len = 16;

char buf[100] = {0};

pthread_t tid;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創(chuàng)建TCP通信的套接字--流式套接字

myaddr.sin_family = AF_INET; // 地址信息填寫

myaddr.sin_port = htons(56666); // 端口號(hào)

myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // IP地址

r = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)); // 綁定

if( listen(sockfd, 10) < 0) { perror("listen "); return -1; } //監(jiān)聽

while(1){ // 進(jìn)程 循環(huán)接受客戶端的請(qǐng)求

newfd = accept(sockfd, &fromaddr, &len); // 阻塞 接受 并建立連接

printf("newfd = %d\n", newfd);

pthread_create(&tid, NULL, fun, &newfd); //創(chuàng)建線程 將連接好的套接字傳給線程

}

close(sockfd);

}

客戶端代碼，同例1中客戶端代碼。

編譯服務(wù)器和客戶端，終端執(zhí)行命令，如圖3：注意線程編譯時(shí)加載庫。

圖3 gcc編譯

用一個(gè)終端執(zhí)行服務(wù)器，多個(gè)終端執(zhí)行客戶端，結(jié)果如圖4。左邊第一個(gè)是服務(wù)器端，先開啟;右邊2個(gè)是客戶端，同時(shí)訪問服務(wù)器;服務(wù)器為客戶端創(chuàng)建線程，同時(shí)處理這些客戶端。

圖4 執(zhí)行結(jié)果

方法二：多路復(fù)用I/O

基本思想：有一個(gè)存儲(chǔ)文件描述符的表，有固定的函數(shù)(select)可以檢測(cè)表中的文件描述符狀態(tài)，當(dāng)這些文件描述符中的一個(gè)或多個(gè)已準(zhǔn)備好進(jìn)行I/O時(shí)函數(shù)才返回。

函數(shù)返回時(shí)告訴進(jìn)程那個(gè)描述符已就緒，可以進(jìn)行I/O操作。

解決問題：多進(jìn)程(多線程)情況下程序的復(fù)雜性較高，阻塞模式/非阻塞模式下效率低。IO多路復(fù)用是更好的方法，邏輯簡(jiǎn)單、效率高。

IO多路復(fù)用涉及函數(shù) ：第一：select函數(shù) 功能：檢測(cè)表中文件描述符的狀態(tài)

函數(shù)原型 ： #include #include #include

int select(int n, fd_set * read_fds, fd_set *write_fds, fd_set *except_dst, struct timeval *timeout);

n : 文件描述符大值+1

read_fds : 所有讀文件描述符的集合

write_fds : 寫 文件描述符集合

except_fds : 其他的 文件描述符集合

timeout : 阻塞等待的時(shí)間 毫秒

struct timeval t = {5, 600}; &t 5.6秒

NULL/0 無限等待

struct timeval t = {0， 0}; &t 0秒 不等待

返回值 ： 就緒描述符的數(shù)目

超時(shí)返回 0

失敗返回 -1

第二：文件描述符操作函數(shù)(宏定義)

void FD_SET(int fd, fd_set *fds); 將文件描述符 添加到 表中

void FD_CLR(int fd, fd_set *fds); 刪除 一個(gè)文件描述符

void FD_ZERO(fd_set *fds); 清零

int FD_ISSET(int fd, fd_set *fds); 判斷 fd 是否已經(jīng)準(zhǔn)備I/O

服務(wù)器端可以采用多路IO復(fù)用實(shí)現(xiàn)一對(duì)多處理，代碼如下：

……

#include

int main()

{

int sockfd, newfd, r, i, maxfd;

struct sockaddr_in myaddr;

struct sockaddr fromaddr;

socklen_t len = 16;

char buf[100] = {0};

fd_set fds;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 創(chuàng)建TCP通信的套接字--流式套接字

myaddr.sin_family = AF_INET; // 地址信息填寫

myaddr.sin_port = htons(56667); // 端口號(hào)

myaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");// IP地址

r = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&myaddr, sizeof(myaddr)); // 綁定

if( listen(sockfd, 10) < 0){ //監(jiān)聽

perror("listen "); return -1; }

FD_ZERO(&fds); // 清空表

FD_SET(sockfd, &fds); // 添加 套接字描述符 到表中

maxfd = sockfd; // 記錄 描述符 的 大值

while(1){

// 阻塞 等待是否 有訪問到來

r = select(maxfd+1, &fds, NULL, NULL, NULL);

if(r <=0){ return -1; }

for(i = 0; i <= maxfd;i++){

if(FD_ISSET(i, &fds)) { //找出 I/O操作的套接字描述符

if(i == sockfd){ // 客戶端 發(fā)送 連接請(qǐng)求

newfd = accept(i, &fromaddr, &len); // 接受 并建立連接

printf("newfd = %d start\n", newfd);

FD_SET(newfd, &fds); // 將新套接字描述符 添加到表中

maxfd = maxfd > newfd ? maxfd : newfd; // 更新 大值

}

else{ // 客戶端 接收/發(fā)送 信息

r = recv(i, buf, 100, 0);

if(r <= 0){

close(i);

FD_CLR(i, &fds); // 從表中刪除該套接字

}else {

send(i, buf, strlen(buf), 0);

printf("%d : %s\n", i, buf);

bzero(buf, strlen(buf));

}

}}}}}

客戶端代碼如下：

int main()

{

int sockfd,r;

char buf[100] = {0};

struct sockaddr_in toaddr;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創(chuàng)建TCP通信的套接字--流式套接字

printf("sockfd = %d\n", sockfd);

toaddr.sin_family = AF_INET; // 地址信息填寫

toaddr.sin_port = htons(56667); // 對(duì)方的端口號(hào)

toaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 對(duì)方的IP地址

// 發(fā)送連接請(qǐng)求 與對(duì)方建立連接

r = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&toaddr, sizeof(toaddr));

if(r == -1){ perror("connect "); return -1; }

printf("connect OK\n"); // 連接成功

scanf("%s", buf);

send(sockfd, buf, strlen(buf), 0); //向服務(wù)器端發(fā)送信息

bzero(buf, strlen(buf));

recv(sockfd, buf, 100, 0); //收取對(duì)方的回發(fā)信息

printf("recv : %s\n", buf);

close(sockfd);

}

然后，gcc編譯服務(wù)器端和客戶端，分別生成可執(zhí)行文件，在不同終端執(zhí)行(左邊第一個(gè)為服務(wù)器端，之后的是客戶端)，執(zhí)行后結(jié)果如圖5所示：

圖5 執(zhí)行結(jié)果圖

在多路復(fù)用I/O中例子中，服務(wù)器端用的是for循環(huán)依次遍歷描述符表，所以造成后面客戶端的等待問題。

以上就是在網(wǎng)絡(luò)編程中常用的并發(fā)操作，希望可以為你提供一定的幫助。