linux系統實現多個進程監聽同一個端口

通過 fork 創建子進程的方式可以實現父子進程監聽相同的端口。

方法：在綁定端口號（bind函數）之后，監聽端口號之前（listen函數），用fork（）函數生成子進程，這樣子進程就可以克隆父進程，達到監聽同一個端口的目的。

# 代碼示例:一主一子
import socket
import select
import sys
import struct
import os
import time


if __name__ == '__main__':
    pid = os.getpid()
    s1 = socket.socket()  # 創建 socket 對象
    # host = socket.gethostname()  # 獲取本地主機名
    host = '127.0.0.1'
    port1 = 12346  # 設置端口號
    # port2 = 12347

    # --關鍵代碼--
    s1.bind((host, port1))
    pid1 = os.fork()

    print("我會被主子進程分別執行一次")
    # 也可以分別寫到分子進程里
    s1.listen(5)
    # --關鍵代碼--
    
    while True:
        if pid1 == 0:	        	
        	# s1.listen(5)
            print("子進程")
            socket1, addr1 = s1.accept()
            print(addr1)
            socket1.send("子進程響應".encode('utf-8'))
            socket1.close()
            print('結束服務端子進程')
        else:
        	# s1.listen(5)
            print("主進程")
            socket2, addr2=s1.accept()
            print(addr2)
            socket2.send("主進程響應".encode('utf-8'))
            socket2.close()
            print('結束服務端主進程')

# 代碼示例：一主多子		
import socket
import select
import sys
import struct
import os
import time


if __name__ == '__main__':
    pid = os.getpid()
    s1 = socket.socket()  # 創建 socket 對象
    # host = socket.gethostname()  # 獲取本地主機名
    host = '127.0.0.1'
    port1 = 12346  # 設置端口號
    # port2 = 12347
    s1.bind((host, port1))
    pid1 = os.fork()
    # s1.listen(5)
    print("我會被主子進程分別執行一次")
    while True:
        if pid1 == 0:
            s1.listen(5)
            print("子進程1")
            socket1, addr1 = s1.accept()
            print(addr1)
            socket1.send("子進程響應1".encode('utf-8'))
            socket1.close()
            print('結束服務端子進程1')
        elif pid1 != 0:
            pid2 = os.fork()
            if pid2 == 0:
                s1.listen(5)
                print("子進程2")
                socket2, addr2 = s1.accept()
                print(addr2)
                socket2.send("子進程響應2".encode('utf-8'))
                socket2.close()
                print('結束服務端子進程2')
            else:
                s1.listen(5)
                print("主進程")
                socket2, addr2 = s1.accept()
                print(addr2)
                socket2.send("主進程響應".encode('utf-8'))
                socket2.close()
                print('結束服務端主進程')	

# 試想下子進程還有子進程的寫法和用法		            

驚群現象

當連接到來時，子進程、父進程都可以 accept, 這就是著名的“驚群”問題(thundering herd problem)。

在該模型下（多個子進程同時共享監聽套接字）即可實現服務器並發處理客戶端的連接。這里要注意的是，計算機三次握手創建連接是在內核進程里完成的，不需要應用服務進程參數的，而服務進程僅僅要做的是調用accept將已建立的連接構建對應的連接套接字connfd（可參考 http://blog.csdn.net/ordeder/article/details/21551567）。多個服務進程同時阻塞在accept等待監聽套接字已建立連接的信息，那么當內核在該監聽套接字上建立一個連接，那么將同時喚起這些處於accept阻塞的服務進程，從而導致“驚群現象”的產生，喚起多余的進程將影響服務器的性能（僅有一個服務進程accept成功，其他進程被喚起后沒搶到“連接”而再次進入休眠）。

應用多進程多線程模型

一直疑惑一個應用app如何才能以多進程，多線程的方式運行。對於多線程可能很好理解，我們只要在進程中啟用多線程的模式即可。也就是來一個請求，我們就用函數pthread_create（）啟用一個線程即可。這樣我們的應用就可以在單進程，多線程的模式下工作。

一個應用app通常工作在多進程，多線程的模式下，它的效率是最高的。那么我們如何才能做到多進程模式呢？經驗告訴我們，如果多次啟動一個進程會報錯：“Address already in use!"。這是由於bind函數導致的，由於該端口號已經被監聽了。

fork原理

fork時，子進程復制一份父進程的資源。然后父子進程分別執行os.fork()之后的程序

子進程中fork函數返回0，父進程中返回子進程的pid

Python的os.fork()是一個會返回兩次的函數

https://www.cnblogs.com/Magic-Dev/p/11405448.html

通過linux內核的SO_REUSEPORT選項實現多個進程監聽相同的端口

# reuseport.py代碼

import socket
import os
#xiaorui.cc
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEPORT, 1)
s.bind(('0.0.0.0', 1234))
s.listen(1)

while True:
    conn, addr = s.accept()
    print('Connected to {}'.format(os.getpid()))
    data = conn.recv(1024)
    conn.send(data)
    conn.send(str(os.getpid()))
    conn.close()

# 啟動多個進程    
nohup python reuseport.py &
nohup python reuseport.py &
nohup python reuseport.py &    

# 使用nc測試，可以得到隨機的一個進程響應
echo "xiaorui" | nc localhost 1234

# 使用socat(nc的增強版)測試，可以得到隨機的一個進程響應
echo "ss" | socat - tcp-connect:localhost:1234

http://xiaorui.cc/2015/12/02/使用socket-so_reuseport提高服務端性能/
https://www.jianshu.com/p/7e84a33b46e9