Linux网络编程学习笔记-socket编程3--5

socket编程2中的程序代码可以实现数据的反射，但是存在以下几个问题：

服务器重启时，一段时间内地址不可用

服务器关闭后，客户端没有收到消息

多个客户端无法同时连接服务器。

为了解决上述问题，需要将服务器的的SOCKET中加入reuseaddr选项，并且客户端在关闭时应发送消息，最后再处理客户端连接的时候应当采用多线程进行编程。

1.reuseaddr

本小节内容转载于博客：一个人的天空

一般来说，一个端口释放后会等待两分钟之后才能再被使用，SO_REUSEADDR是让端口释放后立即就可以被再次使用。

SO_REUSEADDR用于对TCP套接字处于TIME_WAIT状态下的socket，才可以重复绑定使用。server程序总是应该在调用bind()之前设置SO_REUSEADDR套接字选项。TCP，先调用close()的一方会进入TIME_WAIT状态。

SO_REUSEADDR提供如下四个功能：

SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知端口，即使以前建立的将此端口用做他们的本地端口的连接仍存在。这通常是重启监听服务器时出现，若不设置此选项，则bind时将出错。

SO_REUSEADDR允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。对于TCP，我们根本不可能启动捆绑相同IP地址和相同端口号的多个服务器。

SO_REUSEADDR允许单个进程捆绑同一端口到多个套接口上，只要每个捆绑指定不同的本地IP地址即可。这一般不用于TCP服务器。

SO_REUSEADDR允许完全重复的捆绑：当一个IP地址和端口绑定到某个套接口上时，还允许此IP地址和端口捆绑到另一个套接口上。一般来说，这个特性仅在支持多播的系统上才有，而且只对UDP套接口而言（TCP不支持多播）。

SO_REUSEPORT选项有如下语义：

此选项允许完全重复捆绑，但仅在想捆绑相同IP地址和端口的套接口都指定了此套接口选项才行。

如果被捆绑的IP地址是一个多播地址，则SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT等效。

使用这两个套接口选项的建议：

在所有TCP服务器中，在调用bind之前设置SO_REUSEADDR套接口选项；

当编写一个同一时刻在同一主机上可运行多次的多播应用程序时，设置SO_REUSEADDR选项，并将本组的多播地址作为本地IP地址捆绑。

if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,

(const void *)&nOptval , sizeof(int)) < 0) …

附

Q:编写 TCP/SOCK_STREAM 服务程序时，SO_REUSEADDR到底什么意思？

A:这个套接字选项通知内核，如果端口忙，但TCP状态位于 TIME_WAIT ，可以重用端口。如果端口忙，而TCP状态位于其他状态，重用端口时依旧得到一个错误信息，指明"地址已经使用中"。如果你的服务程序停止后想立即重启，而新套接字依旧使用同一端口，此时SO_REUSEADDR 选项非常有用。必须意识到，此时任何非期望数据到达，都可能导致服务程序反应混乱，不过这只是一种可能，事实上很不可能。

一个套接字由相关五元组构成，协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口。SO_REUSEADDR 仅仅表示可以重用本地本地地址、本地端口，整个相关五元组还是唯一确定的。所以，重启后的服务程序有可能收到非期望数据。必须慎重使用SO_REUSEADDR 选项。

2.修改后的代码

修改后的服务器端代码如下所示：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>

#define MYPORT  8887
#define QUEUE   20
#define BUFFER_SIZE 1024

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)

void do_service(int conn)
{
char recvbuf[BUFFER_SIZE];
while(1){
memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
int length = recv(conn,recvbuf,sizeof(recvbuf),0);
if(strcmp(recvbuf,"exit\n")==0){
// close(sock_ser);
printf("client choose to close\n");
break;
}
if(length == 0){//客户端关闭的情况
printf("client close by accient\n");
break;
}
if(length < 0){ //如果失败
ERR_EXIT("recv");
}
fputs(recvbuf,stdout);
send(conn,recvbuf,length,0);
}
}

int main()
{
//定义客户端套接字
int sock_ser = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//最后一位可为0,自动
if(sock_ser <0)//如果失败
ERR_EXIT("socket");
//定义sockaddr_in
struct sockaddr_in addr_ser;
addr_ser.sin_family = AF_INET;
addr_ser.sin_port = htons(MYPORT);
addr_ser.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

//开启地址重复利用
int on = 1;
int rel_set = setsockopt(sock_ser,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
if(rel_set < 0)//如果失败
ERR_EXIT("reuseaddr");

//bind 绑定
int bd = bind(sock_ser,(struct sockaddr*)&addr_ser,sizeof(addr_ser));
if(bd < 0)//如果失败
ERR_EXIT("bind");

//listen 监听
int ln = listen(sock_ser,SOMAXCONN);//listen函数将套接字从主动套接字变成被动套接字;主动套接字主要用来发起连接，而被动套接字用来接受连接
//第二个参数规定能够并发连接的最大数目 =未完成连接数目+ 已完成连接数目:
if(ln < 0) //如果错误
ERR_EXIT("listen");

/*    开始定义客户端套接字      */

struct sockaddr_in addr_cli;
socklen_t len = sizeof(addr_cli);

//使用进程处理多并发
pid_t pid;
while(1){
//accept 接收
int conn = accept(sock_ser,(struct sockaddr*)&addr_cli,&len);
printf("ip=%s,port=%d\n",inet_ntoa(addr_cli.sin_addr),ntohs(addr_cli.sin_port));//新增打印通信ip和端口
if(conn < 0) //如果失败
ERR_EXIT("accept");
//创建进程
pid = fork();
if(pid == -1)
ERR_EXIT("fork");
if(pid == 0)//创建成功，子进程继承了父进程的进程描述符
{
close(sock_ser);//子进程不需要处理监听,处理通信细节
do_service(conn);
exit(EXIT_SUCCESS);//客户端关闭的时候子进程返回，此时该紫荆应该被销毁，否则会重复调用出错
}
else
close(conn);//父进程不需要处理通信细节
}
return 0;
}