网络编程（28）—— socket的close函数以及shutdown函数在多进程服务器中的不同表现（一）

        这几天遇到了一个很奇怪的问题，编写了一个读写IO分离的多进程socket客户端，主要功能是在成功connect服务端后，fork一个子进程，在子进程中不断的提示用户输入字符串（输入Q或者q会退出程序），然后发给服务端。然后再父进程中不断的读，读取从客户端发送过来的数据。代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>
#define BUF_SIZE 1024

void error_handling(char* message);
void read_handling(int sock);
void write_handling(int sock);

int main(int argc,char* argv[])
{
int sock;
struct sockaddr_in addr;
pid_t pid;

if(argc!=3)
{
printf("Usage %s<address> <port>\n",argv[0]);
exit(1);
}

sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock==-1)
error_handling("socket() error");

memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sin_family=AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
addr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));

if(connect(sock,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr))==-1)
error_handling("connect() error");

pid=fork();
if(pid==0)
{
write_handling(sock);
}
else
{
read_handling(sock);
}
close(sock);
return 0;
}

//写进程
void write_handling(int sock)
{
char buf[BUF_SIZE];
while(1)
{
memset(buf,0,BUF_SIZE);
fputs("Input:",stdout);
fgets(buf,BUF_SIZE,stdin);
if(!strcmp(buf,"q\n")||
!strcmp(buf,"Q\n"))
{
//shutdown(sock,SHUT_WR);
return;
}
write(sock,buf,strlen(buf));
}
}

//读进程
void read_handling(int sock)
{
int str_len;
char buf[BUF_SIZE];
while(1)
{
str_len=read(sock,buf,BUF_SIZE);
if(str_len<=0)
return;
buf[str_len]=0;
printf("themessage from server:%s\n",buf);
}
}

void error_handling(char* message)
{
fputs(message,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}     

正常编译上述代码，成功生成可执行文件，然后运行客户端，输入q却无法退出程序：

[Hyman@Hyman-PC multiProcess]$ ./clnt127.0.0.1 9190
Input:q

        按照我的设想，在标准输入q后，子进程（write_handling）会结束死循环，然后回到主程序代码执行  close(sock)代码，然后客户端发送一个EOF结束符给服务端表明要断开连接，服务端接收到EOF后，也会close客户端的socket，并发送一个EOF结束符，而父进程（read_handling）读到EOF后也会结束死循环，返回主函数执行close(sock)代码，OK，程序完美结束。

        但是现实时，无论我输入q还是Q，都无法结束程序。为了查看子进程是否正常结束，我输入ps au查看当前系统中的所有进程：



       请注意红色方框圈出的部分，上面的为主进程，STAT为S+表示正常运行，而下面的红色圈出进程为子进程，STAT为Z+，很明显改进程已经结束，但是由于父进程没有结束而成了僵尸进程。但是这说明我输入q之后成功结束了子进程的死循环，然后成功结束了进程。

       但问题是：结束了子进程说明执行了close(sock)代码，但是为什么没有close成功？

        后面参考一些资料，发现了其中的原因：

        我们平时在客户端或者服务端操作的其实是socket描述符，它相当于一个指针，指向真正的socket，是指针就可以复制，它可以存在多个socket描述符指向同一个socket，在上面的客户端中，子进程会复制一个socket文件描述符，此时的状态是两个socket文件描述同时指向一个socket，如下图所示：



        如果单纯close一个socket描述，不会真正的关闭改socket，只有所有的socket描述符，才会真正的关闭socket，因此在上述情景中，我们在子进程中执行close(sock)并不会真正的关闭改socket，因此此时父进程仍然有一个socket描述符指向改socket。

       那么怎么解决这个问题？

       答案是用shutdown()函数，用shutdown函数关闭socket描述符时，不管还有没有别描述符指向改socket，客户端都会发送一个EOF表示输出关闭。把write_handling函数中shutdown前面的注释去掉，发现程序就能正常关闭。

[Hyman@Hyman-PC multiProcess]$ ./clnt 127.0.0.1 9190
Input:q
[Hyman@Hyman-PC multiProcess]$

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