Linux網(wǎng)絡(luò)編程（第二版）：第14章 服務(wù)器模型選擇

第14章服務(wù)器模型選擇14.1循環(huán)服務(wù)器14.2簡(jiǎn)單并發(fā)服務(wù)器14.3TCP的高級(jí)并發(fā)服務(wù)器模型14.4IO復(fù)用循環(huán)服務(wù)器14.1循環(huán)服務(wù)器14.1.1UDP循環(huán)服務(wù)器14.1.2TCP循環(huán)服務(wù)器14.1.1UDP循環(huán)服務(wù)器1．循環(huán)服務(wù)器的服務(wù)器端2．循環(huán)服務(wù)器的客戶端1．循環(huán)服務(wù)器的服務(wù)器端19

s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

/*建立UDP套接字*/27

/*將套接字文件描述符綁定到本地地址和端口*/28

bind(s,(structsockaddr*)&local,sizeof(local));30

while(1)31

{32

memset(buff,0,BUFFLEN);

/*清零*/33

n=recvfrom(s,buff,BUFFLEN,0,(structsockaddr*)&to,&len);...42

}2．循環(huán)服務(wù)器的客戶端18

s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

/*建立UDP套接字*/28

/*發(fā)送數(shù)據(jù)*/29

sendto(s,buff,strlen(buff),0,(structsockaddr*)&server,

sizeof(server));33

n=recvfrom(s,buff,BUFFLEN,0,(structsockaddr*)&server,&len);14.1.2TCP循環(huán)服務(wù)器相比較UDP協(xié)議的循環(huán)服務(wù)器，TCP協(xié)議的循環(huán)服務(wù)器的主處理過(guò)程中多了一個(gè)accept的過(guò)程，服務(wù)器在此處等待客戶端的連接，由于accept()函數(shù)為阻塞函數(shù)，所以通常情況下，服務(wù)器會(huì)在此處進(jìn)行等待。對(duì)accept()函數(shù)的不同處理是區(qū)別各種服務(wù)器類(lèi)型的一個(gè)重要依據(jù)。1．TCP循環(huán)服務(wù)器介紹2．服務(wù)器端代碼1．TCP循環(huán)服務(wù)器介紹TCP服務(wù)器使用socket()函數(shù)建立套接字文件描述符后，對(duì)地址和套接字文件描述符使用bind()函數(shù)進(jìn)行綁定，使用listen()函數(shù)設(shè)定偵聽(tīng)的隊(duì)列長(zhǎng)度，然后進(jìn)入循環(huán)服務(wù)器的主處理過(guò)程。2．服務(wù)器端代碼服務(wù)器端的代碼如下：20

/*建立TCP套接字*/21

s_s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);29

/*將套接字文件描述符綁定到本地地址和端口*/30

bind(s_s,(structsockaddr*)&local,sizeof(local));31

listen(s_s,BACKLOG);

/*偵聽(tīng)*/34

while(1)35

{36

/*接收客戶端連接*/37

s_c=

accept(s_s,(structsockaddr*)&from,&len);38

memset(buff,0,BUFFLEN);

/*清零*/39

n=recv(s_c,buff,BUFFLEN,0);

/*接收發(fā)送方數(shù)據(jù)*/...48

}3．客戶端客戶端的程序先建立一個(gè)TCP類(lèi)型的套接字，然后設(shè)置請(qǐng)求服務(wù)器的地址和端口網(wǎng)絡(luò)地址結(jié)構(gòu)。16

/*建立TCP套接字*/17

s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);...25

/*連接服務(wù)器*/26

connect(s,(struct

sockaddr*)&server,sizeof(server));27

memset(buff,0,BUFFLEN);

/*清零*/28

strcpy(buff,"TIME");

/*復(fù)制發(fā)送字符串*/29

/*發(fā)送數(shù)據(jù)*/30

send(s,buff,strlen(buff),0);31

memset(buff,0,BUFFLEN);

/*清零*/32

/*接收數(shù)據(jù)*/

33

n=recv(s,buff,BUFFLEN,0);14.2簡(jiǎn)單并發(fā)服務(wù)器14.2.1并發(fā)服務(wù)器的模型14.2.2UDP并發(fā)服務(wù)器14.2.3TCP并發(fā)服務(wù)器14.2.1并發(fā)服務(wù)器的模型在服務(wù)器端，主程序提前構(gòu)建多個(gè)子進(jìn)程，當(dāng)客戶端的請(qǐng)求到來(lái)的時(shí)候，系統(tǒng)從進(jìn)程池中選取一個(gè)子進(jìn)程處理客戶端的連接，每個(gè)子進(jìn)程處理一個(gè)客戶端的請(qǐng)求，在全部子進(jìn)程的處理能力得到滿足之前，服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載是基本不變的。14.2.2UDP并發(fā)服務(wù)器上述并發(fā)服務(wù)器模型在UDP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)模式如圖所示。1．UDP并發(fā)服務(wù)器介紹2．UDP并發(fā)服務(wù)器的例子1．UDP并發(fā)服務(wù)器介紹在建立套接字文件描述符后，對(duì)描述符和本地的地址端口進(jìn)行綁定。然后fork()多個(gè)子進(jìn)程，客戶端請(qǐng)求的處理在子進(jìn)程中進(jìn)行。2．UDP并發(fā)服務(wù)器的例子對(duì)于客戶端的請(qǐng)求，有多個(gè)子進(jìn)程進(jìn)行處理。與循環(huán)服務(wù)器相比較，并發(fā)的UDP程序，在處理客戶端請(qǐng)求的時(shí)候，不再簡(jiǎn)單地使用一個(gè)while進(jìn)行客戶端請(qǐng)求的串行處理，而是fork一個(gè)進(jìn)程，將客戶端的請(qǐng)求放到一個(gè)進(jìn)程中進(jìn)行處理。63

for(i=0;i<PIDNUMB;i++)64

{65

pid[i]=fork();66

if(pid[i]==0)

/*子進(jìn)程*/67

{68

handle_connect(s_s);69

}70

}14.2.3TCP并發(fā)服務(wù)器簡(jiǎn)單并發(fā)服務(wù)器的TCP模型相比較UDP協(xié)議的并發(fā)服務(wù)器，TCP協(xié)議的并發(fā)服務(wù)器的主處理過(guò)程中多了一個(gè)accept的過(guò)程，服務(wù)器在此處等待客戶端的連接，由于accept()函數(shù)為阻塞函數(shù)，所以通常情況下，服務(wù)器會(huì)在此處等待。對(duì)accept()函數(shù)的不同處理是區(qū)別各種服務(wù)器類(lèi)型的一個(gè)重要依據(jù)。1．TCP并發(fā)服務(wù)器介紹2．TCP并發(fā)服務(wù)器的例子1．TCP并發(fā)服務(wù)器介紹TCP服務(wù)器使用socket()函數(shù)建立套接字文件描述符后，對(duì)地址和套接字文件描述符使用bind()函數(shù)進(jìn)行綁定，使用listen()函數(shù)設(shè)定偵聽(tīng)的隊(duì)列長(zhǎng)度，然后進(jìn)入并發(fā)服務(wù)器的主處理過(guò)程。2．TCP并發(fā)服務(wù)器的例子在處理客戶端請(qǐng)求之前，程序先分叉了3個(gè)子進(jìn)程，對(duì)應(yīng)多個(gè)客戶端的請(qǐng)求，由多個(gè)子進(jìn)程進(jìn)行處理。52

/*建立TCP套接字*/53

s_s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);...61

/*將套接字文件描述符綁定到本地地址和端口*/62

bind(s_s,(structsockaddr*)&local,sizeof(local));63

listen(s_s,BACKLOG);

/*偵聽(tīng)*/64

65

/*處理客戶端連接*/66

pid_tpid[PIDNUMB];67

inti=0;68

for(i=0;i<PIDNUMB;i++)69

{70

pid[i]=fork();71

if(pid[i]==0)

/*子進(jìn)程*/72

{73

handle_connect(s_s);74

}75

}14.3TCP的高級(jí)并發(fā)服務(wù)器模型14.3.1單客戶端單進(jìn)程，統(tǒng)一accept()14.3.2單客戶端單線程，統(tǒng)一accept()14.3.3單客戶端單線程，各線程獨(dú)自accept()，使用互斥鎖14.3.1單客戶端單進(jìn)程，統(tǒng)一accept()在14.2節(jié)中介紹了簡(jiǎn)單的并發(fā)服務(wù)器模型，模型中服務(wù)器在客戶端到來(lái)之前就預(yù)分叉了多個(gè)子進(jìn)程用于處理客戶端的連接請(qǐng)求。1．原型介紹2．例子代碼1．原型介紹本節(jié)中介紹的并發(fā)服務(wù)器模型并不預(yù)先分叉進(jìn)程，而是由主進(jìn)程統(tǒng)一處理客戶端的連接，當(dāng)客戶端的連接請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，才臨時(shí)fork()進(jìn)程，由子進(jìn)程處理客戶端的請(qǐng)求。這種模型將客戶端的連接請(qǐng)求和業(yè)務(wù)處理進(jìn)行了分離，相比較來(lái)說(shuō)條理更清晰。2．例子代碼TCP并發(fā)服務(wù)器，在處理客戶端請(qǐng)求之前，程序先分叉了3個(gè)子進(jìn)程，對(duì)于多個(gè)客戶端的請(qǐng)求，由多個(gè)子進(jìn)程進(jìn)行處理。與循環(huán)服務(wù)器相比較，并發(fā)的TCP程序，在處理客戶端請(qǐng)求時(shí)，不再簡(jiǎn)單地使用一個(gè)while進(jìn)行客戶端請(qǐng)求的串行處理。14.3.2單客戶端單線程，統(tǒng)一accept()與進(jìn)程相比較，線程有很多優(yōu)點(diǎn)，例如速度快、占用資源少、數(shù)據(jù)可以共享等。14.3.3單客戶端單線程，各線程獨(dú)自accept()，使用互斥鎖本節(jié)介紹的模型為預(yù)先分配線程，而不是進(jìn)程的模型。在線程的accept()函數(shù)中，多個(gè)線程都可以使用此函數(shù)處理客戶端的連接。為了防止沖突，使用了線程互斥鎖。在調(diào)用函數(shù)之前鎖定，調(diào)用函數(shù)accept()之后，釋放鎖。14.4IO復(fù)用循環(huán)服務(wù)器14.4.1IO復(fù)用循環(huán)服務(wù)器模型介紹14.4.2IO復(fù)用循環(huán)服務(wù)器模型的例子14.4.1IO復(fù)用循環(huán)服務(wù)器模型介紹與通常的TCP服務(wù)器相同，這種服務(wù)器首先要調(diào)用soc