UNP讀書筆記三 TCP客戶 伺服器程式分析

2021-09-14 02:44:16 字數 2876 閱讀 9049

首先是乙個tcp客戶/伺服器程式設計的例子

客戶端#include 

"unp.h

"void

cli_echo(file

*fp, 

intfd);

intmain(

intargc, 

char

**ar**)

sockfd 

=socket(af_inet, sock_stream, 0);

bzero(

&servaddr, 

sizeof

(servaddr));

servaddr.sin_family 

=af_inet;

servaddr.sin_port 

=htons(serv_port);

inet_pton(af_inet, ar**[

1], 

&servaddr.sin_addr);

connect(sockfd, (sa*)

&servaddr, 

sizeof

(servaddr));

cli_echo(stdin, sockfd);

exit(0);

}void

cli_echo(file

*fp, 

intfd)}

伺服器端

#include 

"unp.h

"void

serv_echo(

intclifd);

void

sig_child(

intsigno);

intmain(

intargc, 

char

**ar**)

if( (childpid

=fork()) ==0

)close(clifd);

}exit(0);

}void

serv_echo(

intclifd)

}void

sig_child(

intsigno)

正常啟動

首先伺服器程式啟動後,呼叫socket bind listen 和accept,並阻塞在accept。可以用netstat來檢測到伺服器程序有乙個處於listen狀態的套介面。然後啟動客戶程式,客戶呼叫socket connect後,引起tcp的三路握手過程。三路握手完成後,客戶程式從connect返回,伺服器程式從accept返回,到此tcp連線建立。伺服器程序產生乙個子程序用來處理於客戶的連線,伺服器主程序則繼續阻塞於accept呼叫,等待下乙個客戶連線。

連線建立後,客戶程式阻塞於fgets呼叫,等待使用者輸到此tcp連線建立。入一行。伺服器程式則阻塞於readline呼叫,等待客戶程式送出一行。此時可以通過netstat來檢測到:伺服器主程序處於listen狀態,伺服器子程序和客戶程序則處於established狀態。

正常終止

當對客戶程式鍵入eol字元(ctrl+c鍵)以終止客戶,立即執行netstat。可以檢測到客戶程式的套介面處於time_wait狀態,伺服器程式乙個套介面則處於listen狀態。

正常終止過程如下:客戶程式接受到終止字元後,從fgets返回乙個空指標,客戶程序呼叫exit後結束。於是,客戶套介面被核心關閉,並向伺服器傳送乙個fin,伺服器則以ack相應,此時客戶套介面處於fin_wait_2狀態,伺服器套介面處於close_wait狀態。

伺服器收到fin時,從readline呼叫返回並返回0,這導致伺服器子程序結束。伺服器的連線套介面隨之被關閉,伺服器子程序向客戶傳送乙個fin,客戶則以ack回應之,連線終止。客戶程序雖然結束,但是客戶程序套介面仍然處於time_wait狀態。

posix訊號

訊號是發生某事件時對程序的通知,也稱為為軟中斷。可以由乙個程序發往另乙個程序,也可以由核心發往程序。sigchld訊號就是程序終止時,核心傳送給終止程序父程序的訊號。每個訊號都有乙個處理方法,我們可以通過呼叫sigaction來設定我們自己的訊號處理程式,也可以通過設定sig_ign來忽略訊號,設定sig_dfl來設定預設的處理方法。

殭屍程序

設定程序為殭屍狀態的目的是為了維護子程序的資訊(子程序id、終止狀態和子程序的資源利用資訊)。如果乙個程序終止,且該程序仍有子程序處於殭屍狀態,則所有殭屍程序的父程序設為init程序。殭屍程序占用核心空間,所以我們應該避免程序變為殭屍程序,方法是wait waitpid系統呼叫。可以設定訊號sigchld的訊號處理程式,在此訊號處理程式裡呼叫wait或waitpid。這樣可以避免殭屍程序。

在某些系統上這樣作可能會導致伺服器程序錯誤。原因是伺服器子程序終止後,向父程序傳送乙個sigchld訊號,導致accept呼叫被中斷,某些系統在訊號處理程式執行完後不會重啟accept呼叫,而是返回eintr錯誤。由於我們的服務程式沒有處理這種錯誤,所以會導致錯誤。為了移植性,當我們編寫訊號處理程式時,必須對慢系統呼叫(可能常時間阻塞的系統呼叫)返回eintr有所裝備。收到eintr錯誤時,自己來重啟被中斷的系統呼叫。

用waitpid來防止產生殭屍程序

waitpid的wnohang選項,通知核心在沒有子程序終止時不要阻塞。

假如伺服器程式有5個子程序,每個程序負責處理乙個連線。則可能5個子程序同時終止,同時向父程序傳送sigchld訊號。而訊號處理程式只能對乙個訊號進行處理,只有乙個子程序正常終止,其餘4個子程序則成為殭屍程序。可以通過ps -s命令來進行驗證的確有4個子程序成為了殭屍程序。解決方法就是,迴圈呼叫witpid(加上wnohang選項)。

網路程式設計時注意的三種情況:

1 當派生子程序時,必須捕捉sigchld訊號,防止子程序結束時成為殭屍程序。

2 當捕捉訊號時,必須處理被中斷的系統斷用,因為有些系統不能重啟被中斷的系統呼叫,需要我們自己來重啟。

3 sigchld訊號的處理程式必須正確便學,應使用waitpid來避免多個子程序同時終止時,留下殭屍程序。

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