Socket通訊中的多進程編程實例

Socket通訊中的多進程編程實例

轉自：http://www.cnblogs.com/jamiechu/archive/2012/12/08/2808165.html

1  需求描述:

（1）Linux下編寫。

（2）建立一個服務器、若干個客戶端。

（3）用戶能夠經過客戶端輸入文字向服務器發送消息。

（4）服務器端接收到客戶端發送的數據，將用戶輸入的內容在服務器上打印出來，並原樣返回。

2  相關基礎

2.1 套接字Socket通訊編程

2.1.1 TCP/IP通訊過程：  

圖2.1.1 TCP/IP通訊過程

2.1.2 UDP通訊過程：

圖2.1.2 UDP通訊過程

2.2 fork多進程編程

fork，在英語中意思是分叉的意思。Linux函數fork(void)被定義在#include<sys/types.h>中，調用成功時，返回兩個值，子進程返回0，父進程返回子進程的ID，出錯返回-1。子進程是父進程的副本，它將得到父進程的數據空間、堆、棧等資源的副本而且擁有本身獨立的地址空間。

如下是一個fork的簡單例子。

#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
int main(int argc, char ** argv )
{
    int pid = fork();
    if (-1 == pid)
    {
        printf("error!");  //出錯
    }
    else if(0 == pid )
    {
        printf("This is the child process!");  //子進程
    }
    else
    {
        printf("This is the parent process! child process id = %d",         pid);  //父進程，返回的是子進程的ID
    }
    return 0;
}

3  設計

3.1 框架設計

圖3.1 框架設計

3.2 代碼設計

       套接口的通訊通常使用read( )和write( )。這裏使用send( )和recv( )，由於這一對函數能夠更好地控制數據傳輸。 

圖3.2 代碼設計

4  詳細代碼

4.1 服務器端代碼

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>                         // 包含套接字函數庫
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>                         // 包含AF_INET相關結構
#include <arpa/inet.h>                      // 包含AF_INET相關操做的函數
#include <unistd.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/shm.h>

#define MYPORT    8887  
#define MYKEY   12345
#define SIZE    10240

int main()
{    
    char buf[100];
    memset(buf,0,100);   
   
    int server_sockfd,client_sockfd;   
    socklen_t server_len,client_len;   
    struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;   
    printf("\n======================server initialization======================\n"); 
    server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); // 定義套接字類型   
    server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
    server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 
    server_len = sizeof(server_sockaddr);
   
    //容許重複使用本地地址和套接字綁定
    int on = 1;
    setsockopt(server_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
   
    //綁定端口
    if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,server_len)==-1)
    {
        perror("bind");
        exit(1);
    }   
   
    //監聽端口
    if(listen(server_sockfd,5) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(1);   
    }
      
    client_len = sizeof(client_sockaddr);   
    pid_t ppid,pid;
  
    while(1)
    {  
        if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&client_len))==-1)
        {
             perror("accept error");
             exit(1);
        }
        else
        {
            send(client_sockfd,"You have connect Server!",strlen("You have connect Server!"),0);
        }
   
        printf("\n%s:%d Login server!\n\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port));
   
        ppid = fork();    //建立子進程
   
        if(ppid == -1)
        {
            printf("fork 1 failed:");
        }
        else if(ppid == 0)    //子進程用於接收客戶端信息併發送
        {           
            int recvbytes;
            pid = fork();    //再次建立子進程
            
            if(pid == -1)
            {
                printf("fork 2 failed:");
                exit(1);
            }
            else if(pid == 0) //子進程的子進程用於接收消息
            {              
                while(1)
                {          
                    bzero(buf,100);
                    if((recvbytes = recv(client_sockfd,buf,100,0))==-1)
                    {
                        perror("read client_sockfd failed:");
                    }
                    else if(recvbytes != 0)
                    {                        
                        buf[recvbytes] = '\0';
                        usleep(10000);
                        printf("%s:%d said:%s\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port), buf);

                        //將客戶端發送過來的消息發回給客戶
                        if(send(client_sockfd,buf,recvbytes,0)==-1){ 
                            perror("send error");
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
            else if(pid>0)  //此時的id爲子進程id 
            {    

            }    
        }
         else if(ppid>0)
        {             
            //總父進程中關閉client_sockfd(由於有另外一個副本在子進程中運行了)返回等待接收消息
            close(client_sockfd);
        }    
    }
    return 0;
}

4.2 客戶端代碼

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <errno.h> 
#include <string.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <sys/wait.h> 
#include<unistd.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#define SERVER_PORT 8887 /* 客戶機鏈接遠程主機的端口 */ 
#define MAXDATASIZE 100 /* 每次能夠接收的最大字節 */ 
#define SERVER_IP "192.168.11.8" /* 服務器的IP地址 */

int main()
{ 
    int sockfd, numbytes; 
    char buf[MAXDATASIZE]; 
    struct sockaddr_in server_addr;

    printf("\n======================client initialization======================\n"); 
    if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 
    { 
        perror("socket"); 
        exit(1); 
    } 
    server_addr.sin_family = AF_INET; 
    server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); 
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
    bzero(&(server_addr.sin_zero),sizeof(server_addr.sin_zero)); 

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)) == -1) 
    { 
        perror("connect");
        exit(1); 
    }

    //循環輸入文字
    while(1)
    {        
        bzero(buf,MAXDATASIZE);
        printf("\nBegin receive...\n");
        if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)        
        { 
            perror("recv");
            exit(1); 
        }
        else if (numbytes > 0)        
        {
            int len, bytes_sent;
            buf[numbytes] = '\0';
            printf("Received: %s\n",buf);
            
            printf("Send:");
            char *msg;
            scanf("%s",msg);            
            len = strlen(msg);

            //發送至服務器
            if(send(sockfd,msg,len,0) == -1)
            { 
                perror("send error");
            }
        }
        else
        {
            //numbytes=0，表示socket已斷開
            printf("soket end!\n");
        }
        
    }

    close(sockfd); 
    return 0;
}

5  運行結果

　　Linux下進行編譯：

　　　　gcc Server.c -o server

　　　　gcc Client.c -o client

 

運行結果

客戶端1： 

圖5.1 客戶端1運行結果

客戶端2：

圖5.2 客戶端2運行結果

服務器端： 

圖5.3 服務器端運行結果

從上圖中能夠看到，服務器能夠對兩個客戶端的消息進行相應。

6  總結

       實例運行，初步達到預期的效果。不足之處：一個IP地址主機只能是一個客戶端。在本機的虛擬機中運行時會出錯。有時間再作個socket多線程通訊實例，博文出自博客園：http://www.cnblogs.com/jamiechu/archive/2012/12/07/2808165.html 歡迎前往討論。