第三聖子
最近學習unix網絡編程，感覺東西零零碎碎，比較混亂。因此決定整理以下，發一個小博客。一來可以與大家分享以下，二來可以總結提高一下所學的東西。話說：竹子為什么長的高，因為它喜歡總結阿～～^_^
廢話不多說了，上代碼。小弟半路出家，入行不深，過路大神不喜勿噴阿，嘿嘿～～^_^
程序是一個基於tcp的 C/S .簡單回顯功能( 聲明以下，不要以為注釋是英語就說我是在哪里下載的，原因是我運行程序 漢字老顯示亂碼，就改成蹩腳英語了 )。
首先是一個自己的庫
1 #ifndef MYLIB_H 2 #define MYLIB_H 3 4 #include <stdio.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <netinet/in.h> 7 #include <sys/socket.h> 8 #include <arpa/inet.h> 9 #include <unistd.h> 10 #include <string.h> 11 #include <errno.h> 12 #include <signal.h> 13 #include <sys/wait.h> 14 15 #define LISTENQ 1024 16 #define MAXLINE 1460 17 #define SERV_PORT 9877 18 19 typedef void (*SignalFunc)(int); 20 21 SignalFunc signal(int sigNo,SignalFunc fun); 22 void sig_chld(int sigNo); 23 void sys_err(char *pa); 24 25 #endif // MYLIB_H
這些是需要的頭文件和一些宏定義，服務端和客戶端都需要，我都把他們搞一塊兒了，這樣方便，叫mylib.h 。
哦，先大致解釋一下：
1、signal 這個函數是用來捕獲信號的。后邊服務端會用到，在服務端在細說
2、sig_chld 是signal捕獲到信號后的處理函數
3、sys_err 用來輸出提示，並退出進程
下邊是頭文件里函數的實現，里邊的函數如果沒看太懂可以先不用理解，后邊會細說，哈哈
1 #include <mylib.h> 2 3 void sys_err(char *pa) 4 { 5 printf("%s",pa); 6 exit(1); 7 } 8 9 SignalFunc signal(int sigNo, SignalFunc fun){ 10 struct sigaction act , oact; 11 act.sa_handler=fun; 12 sigemptyset(&act.sa_mask); //Additional set of signals to be blocked. 13 act.sa_flags=0; 14 if(sigaction(sigNo,&act,&oact)<0) 15 return SIG_ERR; 16 return oact.sa_handler; 17 } 18 19 void sig_chld(int sigNo) 20 { 21 pid_t pid; 22 int state; 23 while ((pid=waitpid(-1,&state,WNOHANG))>0) { 24 printf("process %d terminated \n",pid); 25 } 26 return; 27 }
下邊是客戶端代碼：
1 #include <mylib.h> 2 int main(void) 3 { 4 int sock_fd; 5 sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 6 7 struct sockaddr_in serv_add; 8 bzero(&serv_add,sizeof(serv_add)); 9 serv_add.sin_family=AF_INET; 10 serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT); 11 struct in_addr add; 12 inet_aton("192.168.1.105",&add); 13 serv_add.sin_addr=add; 14 15 if(connect(sock_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0) 16 sys_err("connect error!\n"); 17 char sendbuff[MAXLINE],recvbuff[MAXLINE]; 18 char *temp; 19 ssize_t n; 20 while ((temp=fgets(sendbuff,sizeof(sendbuff),stdin)) !=NULL) 21 { 22 int k; 23 if((k=write(sock_fd,sendbuff,sizeof(sendbuff)))<0) 24 { 25 26 } 27 if((n=read(sock_fd,recvbuff,sizeof(recvbuff)))>0) 28 printf("SVR:%s",recvbuff); 29 if(n<0) 30 printf("fail to get data from server %s\n",inet_ntoa(serv_add.sin_addr)); 31 if(n==0) 32 { 33 //broken pipe ，haha sigpipe 34 printf("%s","server defunct\nclosing the socket..."); 35 close(sock_fd); 36 } 37 } 38 return 0; 39 }
解釋一下客戶端代碼：
第5行：sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 用socket函數創建一個sock，第一個參數是協議族，我們用AF_INET代表tcp/ip協議族。第二個參數代表流方式，也就是TCP 字節流方式。第三個參數,額...貌似有點高深，說實話，不懂，注釋說 If it is zero, is chosen automatically. 就是自動選擇，我擦，這一自動，我感覺整個人都不舒服了...
行7：struct sockaddr_in serv_add; 定義一個sock 地址結構，用來存放服務器斷ip，端口，協議族之類的。
行10，12：這兩行里都有一個來處理端口和ip，為啥，這里牽扯一個“字節序”的問題，處理器對字節的排列順序不是相同的，這個可以百度以下，呵呵
行15：用本地初始化的sock和服務端地質結構建立連接。等等，為啥客戶端sock沒有地址和端口呢，怎么直接就連接了，這不科學。額，就這在這一不，tcp默認將本地sock地址設為本地ip，端口在允許范圍內隨機取值，一般不會是vip端口(<1024)啦。而且每次鏈接都會隨機端口。好，地址設好就可以連接服務器了，進行關鍵的三次握手。
行20，23：從輸入設備讀取 輸入值。寫入打開的 socket 文件符。將輸入值 寫入建好的 pipe里。這里的write為什么回有小於0的情況呢，原因是，當服務起進程斷開連接，或者不小心關閉時，服務端乎發給客戶端一個FIN，表示終止鏈接，但是由於TCP是半關閉的，客戶端可能正在輸入，不知道服務端已經斷開了，服務端TCP會返回一個RST，告訴客戶端管道不通。這時如果繼續將值寫入pipe，系統就會立馬提示你 管道斷裂，發一個SIGPIPE信號給你。這個信號很要命啊，你不捕獲處理，系統就默認關掉你的進程。處理了，write就返回小於0
行27：讀取服務器的返回值，讀取失敗就返回小於0
行31：同樣，服務斷斷開后，客戶端已收到FIN的通知，read后直接返回0. 這里為了不讓出現23行的問題，干脆把socket關閉了
下邊是服務端代碼：
1 #include <mylib.h> 2 3 int main(void) 4 { 5 int listen_fd , connected_fd; 6 struct sockaddr_in serv_add; 7 //----------------------------------------------------------------------------- 8 listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 9 serv_add.sin_family=AF_INET; 10 serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT); 11 serv_add.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); 12 //------------------------------------------------------------------------------ 13 if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0) 14 sys_err("bind error\n"); 15 if(listen(listen_fd,LISTENQ)<0) 16 sys_err("listen error\n"); 17 18 signal(SIGCHLD,sig_chld); 19 20 __pid_t pid; 21 while (1) { 22 connected_fd = accept(listen_fd,0,0); 23 if(connected_fd<0){ 24 if(errno==EINTR) 25 { 26 printf("interrupt\n"); 27 continue; 28 } 29 else 30 sys_err("accept eero!\n"); 31 } 32 if((pid=fork())==0) 33 { 34 char recevBuff[MAXLINE]; 35 int n; 36 close(listen_fd); 37 while ((n=read(connected_fd,recevBuff,MAXLINE))>0) { 38 printf("Client:%s",recevBuff); 39 write(connected_fd,recevBuff,MAXLINE); 40 } 41 if(n<0) 42 sys_err("read error\n"); 43 close(connected_fd); 44 exit(0); 45 } 46 close(connected_fd); 47 } 48 return 0; 49 }
服務端和客戶端代碼有一些相似的地方。說一下不一樣的地方把。打字打的手要抽了都。
行11：意思是通配本主機上所有的網絡接口(如果有多個的話).就是不管哪個接口受到請求都去處理連接
行13：把sock文件符綁定到指定的地址和端口上，形成一個完整sock。
行15：服務端sock打開偵聽文件符，不同的sock過來建立連接是要排隊的，第二個參數控制最大排隊的數量，畢竟緩沖區是有限的
行22：服務端進入偵聽后回阻塞在accept，如果一個tcp三次握手成功了，就打開一個accepted_fd，並建立一個通道。繼續往下走
行23：鏈接錯誤或者鏈接被內核中斷，就會返回小於0，因為這時進程處在一個可被中斷的睡眠狀態。如果進程接到要去處理進程的通知，這個睡眠會被喚醒，而且 內核不一定就回重啟這個等待，不重啟的時候就回返回一個errno=EINTR(error interrupt),這時，我們就重新啟動這個等待 , continue
行32：這里有個比較重要的函數 fork，它是系統唯一能創造分支進程的方法,就是子進程。
QA-01：為什么這里要開進程。 A：因為如果有多個鏈接連入服務器的話，一個進程肯定忙不過來阿，這樣就會導致很對在那排隊等待，有的甚至連不上，因為服務起很忙。
QA-02：if((pid=fork())==0) ，為什么這里這么寫呢？因為 這個fork函數很特別，調用一次會返回兩個值，一個是子進程的pid，一個是0 。類似於一個鏈表格式 ppid | pid |chldpid ,子進程pid在父進程里返回，子進程就返回0 。進入子進程后，父進程的所有文件符都會復制到子進程的上下文，是的，是復制。子進程對文件符的操作不會影響父進程，父進程也不會影響子進程。子進程執行完畢后必須 退出，否則的話 可能會繼續fork子進程，死循環。
這樣以來，每次成功建立連接都會有一個獨立的進程去處理他們的數據交流，不會阻塞在父進程，就完成了 並發處理。
行43：這里為什么要關閉 connected fd呢，因為如果不關閉的話，每來一個鏈接都會新建一個fd(file describe)，少年，內核里進程表表項里存儲文件符的數組大小可是有限的。這里子進程也會關掉從父進程復制來的文件符，這個文件符是有計數的，稱謂共享，當計數恢復0時，文件符就關了。
最后說行18：捕獲信號。 當這些個子進程都完成自己任務后 ( 也就是客戶端斷了之后 )，不會自動退出內核。而是變成了 defunct 狀態，掛掉了。木錯，是掛掉了！
為什么兒子們都掛掉了，老爹不來收屍呢？ 這個原因貌似是比較復雜，因為子進程結束了，要通知父進程一些關於自己執行情況的數據 。父進程默認是忽略的，等父進程結束的時候，這些 僵死進程就會 被只給 進程 1， init，他恢復則處理這些 掛掉的進程。
但是我們的服務起 肯定不想讓這些 掛掉的進程 擠滿內存，占據資源，於是就在 行18 捕獲子進程發來的信號 SIGCHLD ，然后，進程如果接到信號就會從睡眠中蘇醒，去 wait 它，這個函數很特別，他會負責處理掉這些掛掉的進程。
好吧，服務端是比較復雜，這里代碼肯定是有很多缺陷的。一個服務要想跑起來 要考慮非常多的突發情況，攻擊神馬的，這個小程序只是打通通信過程，呵！呵！
寫到這里，我又凌亂了.....睡覺
機智的少年 估計去開發局域網聊天程序了 o(∩_∩)o...
哦，忘了上截圖，sorry ，所謂無圖無真相：
