Linux网络编程服务器模型选择之并发服务器（下）

前面两篇文章（参见）分别介绍了循环服务器和简单的并发服务器网络模型，我们已经知道循环服务器模型效率较低，同一时刻只能为一个客户端提供服务，而且对于TCP模型来说，还存在单客户端长久独占与服务器的连接，无法再响应其他连接，对于前面介绍的并发服务器模型是比较简单的，比如由于预先分配了固定进程数目，就导致无法动态调整等问题。在前面我们也提到了对accept函数的处理是区分不同服务器模型的一个重要依据，当然UDP服务器并不需要accept函数，因此本次主要介绍TCP的高级并发模型。按照对accept的不同处理，接下来主要介绍以下几种并发模型：

1. 单客户端单进程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个进程用于响应；
2. 单客户端单线程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个线程用于响应；
3. 单客户端单线程，各自accept ：预先分配多个线程，在每一个线程里都独自等待客户端的连接并响应（注意accept需要互斥访问）；

并发模型伪代码

/* 单客户端单进程，统一accept */
/* 服务器主进程 */
  socket();
  bind();
  listen();
  while()
  {
    accept();
    fork();//子进程
  }
  close(); //关闭服务器端套接字

/* 服务器子进程1 */
 recv();
 process();
 send();
 close();//关闭客户端套接字

/* 服务器子进程2(同上) */
..................

/* 单客户端单线程，统一accept */
/* 服务器主进程 */
  socket();
  bind();
  listen();
  while()
  {
    accept();
    pthread_create(); //创建响应线程
 }
 close();//关闭服务器端套接字

/* 服务器线程1 */
recv();
process();
send();
close();//关闭客户端套接字
/* 服务器线程2(同上)  */
..................

/* 单客户端单线程，各自accept */
/* 服务器主进程 */
 socket();
 bind();
 listen();
 pthread_create();//创建多个线程分别等待客户端连接
 pthread_join();//等待线程结束
 close();//关闭服务器端套接字

/* 服务器线程1 */
mutex_lock()//互斥锁
accept();
mutex_unlock();

recv();
process();
send();
close();//客户端套接字
/* 服务器线程2(同上)  */
..................

一个高级并发服务器模型的例子

单客户端单进程，统一accept  server端程序

 /* 单客户端单进程，统一accept  --server端程序*/
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include <time.h>
 #include <string.h>
 #include <stdio.h>
 #define BUFFLEN 1024
 #define SERVER_PORT 12348
 #define BACKLOG 5

 static void handle_request(int s_c)
 {
     time_t now;
     char buff[BUFFLEN];
     int n = ;
     memset(buff, , BUFFLEN);
     n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,);
     if(n >  && !strncmp(buff, "TIME", ))
     {
         memset(buff, , BUFFLEN);
         now = time(NULL);
         sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
         send(s_c, buff, strlen(buff),);
     }        

     close(s_c);    /*关闭客户端*/
 }

 static void handle_connect(int s_s)
 {

     int s_c;    /*客户端套接字文件描述符*/
     struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
     int len = sizeof(from);

     /*主处理过程*/
     while()
     {
         s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/
         if(s_c > )/*客户端成功连接，创建进程进行数据处理*/
         {
             if(fork() > )  /*父进程*/
             {
                 close(s_c); /*关闭父进程的客户端连接套接字*/
             }
             else
             {
                 handle_request(s_c);/*处理连接请求*/
             }
         }
     }
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
     struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/    

     /*建立TCP套接字*/
     s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

     /*初始化地址*/
     memset(&local, , sizeof(local));
     local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
     local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
     local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/

     /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
     int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
     err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/

     /*处理客户端连接*/
     handle_connect(s_s);

     close(s_s);

     return ;
 }

单客户端单进程，统一accept  server端程序

 单客户端单进程，统一accept  server端程序
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include <time.h>
 #include <string.h>
   #include <pthread>
 #include <stdio.h>
 #define BUFFLEN 1024
 #define SERVER_PORT 12348
 #define BACKLOG 5

 static void *handle_request(void *argv)
 {
     int s_c = *((int*)argv);
     time_t now;
     char buff[BUFFLEN];
     int n = ;
     memset(buff, , BUFFLEN);
     n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,);
     if(n >  && !strncmp(buff, "TIME", ))
     {
         memset(buff, , BUFFLEN);
         now = time(NULL);
         sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
         send(s_c, buff, strlen(buff),);
     }        

     close(s_c);    /*关闭客户端*/
 }

 static void handle_connect(int s_s)
 {
     int s_c;    /*客户端套接字文件描述符*/
     struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
     int len = sizeof(from);
     pthread_t thread_do;

     /*主处理过程*/
     while()
     {
         s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/
         if(s_c > )/*客户端成功连接，创建线程进行数据处理*/
         {
             int err = pthread_create(&thread_do,NULL,handle_request,(void*)&s_c;
         }
     }
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
     struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/        

     s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );/*建立TCP套接字*/

     /*初始化地址*/
     memset(&local, , sizeof(local));
     local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
     local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
     local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/

     /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
     int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
     err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/

     /*处理客户端连接*/
     handle_connect(s_s);

     close(s_s);

     return ;
 }

单客户端单线程，各自accept --server端程序

/** 单客户端单线程，各自accept --server端程序 */
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <pthread>
#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12348
#define BACKLOG 5
#define CLIENT_NUM 3

pthread_mutex_t g_lock = PTHREAD_MUTEX_INTIALIZER;

static void *handle_request(void *argv)
{
    int s_s = *((int*)argv); //服务器端套接字
    struct sockaddr_in from;    /*客户端地址*/
    int len = sizeof(from);
    int s_c = -; //客户端套接字
    for( ; ; )
    {
        time_t now;
        char buff[BUFFLEN];
        int n = ;
        memset(buff, , BUFFLEN);

        pthread_mutex_lock(&g_lock);
        s_c = accept(s_s,(struct sockaddr*)&from, &len);
        pthread_mutex_unlock(&g_lock);    

        n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,);
        if(n >  && !strncmp(buff, "TIME", ))
        {
            memset(buff, , BUFFLEN);
            now = time(NULL);
            sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
            send(s_c, buff, strlen(buff),);
        }
        close(s_c);    /*关闭客户端*/
    }

    return NULL;
}

static void handle_connect(int s_s)
{
    int s_s = s;
    pthread_t thread_do[CLIENT_NUM];
    for(int i=; i<CLIENT_NUM;++i)
    {
        int err = pthread_create(&thread_do[i],NULL,handle_request,(void*)&s_s;
    }

    //等待线程结束
    for(int i=; i<CLIENT_NUM;++i)
        pthread_join(thread_do[i],NULL);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int s_s;    /*服务器套接字文件描述符*/
    struct sockaddr_in local;    /*本地地址*/        

    s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );/*建立TCP套接字*/

    /*初始化地址*/
    memset(&local, , sizeof(local));
    local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
    local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
    local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/

    /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/
    int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
    err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/

    handle_connect(s_s);/*处理客户端连接*/

    close(s_s);

    return ;
}