UNIX网络编程笔记 第五章 TCP客户/服务器程序示例

TCP客户/服务器程序示例

信号

就是告知某个进程发生了某个事件的通知，有时也称为软中断（硬中断是硬件发给内核的）。信号通常是异步发生的，就是说进程预先不知道信号发生的准确时刻。

信号可以：

1)由一个进程发送给另一个进程
2)由内核发送给某个进程

在服务器子进程终止时，内核给父进程发送一个SIGCHLD信号。

每个信号都有一个与之关联的处置（disposition），也称为行为（action）。我们通过sigaction函数设置该行为，并有三种选择：

1）指定一个函数去处理或者叫捕获信号（SIGKILL和SIGSTOP信号不能被捕获）
void handler(int signo);
2）把信号的处置设置为SIG_ING忽略它（SIGKILL和SIGSTOP信号不能被忽略）
3）吧信号的处置设置为SIG_DFL来启用默认处置。大部分信号的默认处置是终止进程。个别信号的默认处置是忽略（SIGCHLD SIGURG）

通过sigaction的sa_mask指定，信号处理函数正在执行时，被阻塞的信号类型。POSIX保证被捕获的信号在其信号处理函数运行期间总是阻塞的。

SA_RESTART标志位如果被设置，那么由相应信号中断的系统调用（accept、read、write）将由内核自动重启。否则会被终止。

wait和waitpid函数

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *statloc);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);
//都是成功返回进程ID，出错返回0或－1

/*
均返回两个值：已终止进程的ID号，以及通过statloc返回的进程终止状态。

如果调用wait的进程没有已终止的子进程，不过存在一个或多个子进程仍在运行，那么wait将阻塞直到有子进程第一个终止为止。

waitpid给了更多控制。pid参数允许我们指定想等待的进程ID，－1表示等待第一个终止的子进程。其次options允许我们指定附加选项，最常用的就是WNOHANG，告知内核在存在未终止子进程时不要阻塞。

子进程终止之后，如果父进程不进行wait或者waitpid，那么子进程会进入僵尸状态，目的是让父进程能够获取进程的运行信息，比如子进程ID、终止状态、资源利用信息。
*/

三种情况：

当fork子进程时，必须捕获SIGCHLD信号；

当捕获信号时，必须处理被中断的系统调用（某个系统调用被执行时，发生了中断，在这个系统调用返回时，应该判断一下是否发生了中断，比如在connect调用失败后判断errno是否等于EINTR）；

SIGCHLD信号的处理函数中，应使用waitpid函数避免留下僵尸进程；

示例代码

//common.c
#include "common.h"
#include <stdio.h>

Sigfunc *Signal(int signo, Sigfunc *func){

struct sigaction act,oact;

act.sa_handler = func;

sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
if (signo == SIGALRM){
#ifdef SA_INTERRUPT
act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;
#endif

}else {
#ifdef SA_RESTART
act.sa_flags |= SA_RESTART;
#endif

}

if(sigaction(signo,&act,&oact) < 0){
puts("sigaction error");
return(SIG_ERR);

}

return(oact.sa_handler);

}

//server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>
#include "common.h"

void sig_chld(int signo){

pid_t pid;
int stat;
//pid = wait(&stat);
while( (pid = waitpid(-1,&stat, WNOHANG)) > 0)
printf("child %d terminated\n",pid);
return;
}

int main(int argc, char **argv) {

int sockfd, clientfd;
struct sockaddr_in serveraddr;
char buf[100];
bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&serveraddr.sin_addr.s_addr);
serveraddr.sin_port = htons(45000);

sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr));

listen(sockfd,10);

Signal(SIGCHLD, sig_chld);

again:
while(1){
if( (clientfd = accept(sockfd,NULL,NULL)) > 0){
pid_t pid = fork();
if (pid == 0){
close(sockfd);
int readlen;
while( (readlen = read(clientfd,buf,sizeof(buf))) > 0){
//  if(scanf(buf,"%ld%ld",&arg1,&arg2) == 2)
//snprintf(buf,sizeof(buf),"%ld\n",arg1+arg2);
write(clientfd,but,readlen);
}
if(readlen < 0 && errno == EINTR)
goto again;
else if(readlen < 0){
puts("read error");
close(clientfd);
}

}

close(clientfd);
}else if(errno == EINTR){
continue;
}else{
return 1;
}

}

return 0;

}

//client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char **argv){

int sockfd;
struct sockaddr_in serveraddr;
char buf[100];

bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET,"127.0.0.1",&serveraddr.sin_addr.s_addr);
serveraddr.sin_port = htons(45000);

sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

connect(sockfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr));

while(fgets(buf,sizeof(buf),stdin) != NULL){
write(sockfd,buf,strlen(buf));

int readlen = read(sockfd,buf,sizeof(buf));
if(readlen == 0)
printf("connectiong terminated");
else if(readlen < 0)
printf("read error");
else
fputs(buf,stdout);

}

return 0;

}

/*
本例客户端有一个问题，当服务器进程终止时，客户端不能立即感知到。比如：
1）启动服务器和客户，客户输入一行文本，回车，正常。
2）服务器kill子进程，导致向客户发送FIN，客户端回复ACK，服务器不能再向客户发数据
3）SIGCHLD信号被发送给父进程，并正确处理
4）客户端此时阻塞在fgets上面，等待用户输入文本。
5）客户端，用户又输入一行文本，客户端调用write向服务器发数据（半连接仍打开，所以可以发送）。
6）服务器收到数据之后，因为套接字进程已经终止，所以回复一个RST
7）然后客户端看不到这个RST，因为它调用完write之后，立即调用read
8)read返回0，客户端感知到连接被关闭

客户端不能单纯阻塞在两个输入源的某一个上面，而是应该同时阻塞在两个输入源上，这样任何一个源有变化，客户端都能感知到。这正是select和poll函数的目的之一。
*/