上一节给出了TCP网络编程的函数。这一节使用那些基本函数编写一个完毕的TCP客户/server程序演示样例。

该样例运行的过程例如以下:

1、客户从标准输入读入一行文本,并写给server。

2、server从网络输入读入这行文本,并回射给客户。

3、客户从网络输入读入这行回射文本,并显示在标准输出上。

用图描写叙述例如以下:

编写TCP回射server程序例如以下:

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> #define SERV_PORT 9877
#define MAXLINE 2048 void
str_echo(int sockfd)
{
ssize_t n;
char buf[MAXLINE]; again:
while((n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) > 0)
write(sockfd, buf, n); if(n < 0 && errno == EINTR)
goto again;
else if(n < 0)
printf("str_echo : read error");
} int
main(int argc, char **argv)
{
int listenfd, connfd;
pid_t childpid;
socklen_t clilen;
struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(listenfd == -1){
printf("socket fail.\n");
return -1;
} bzero(&servaddr, sizeof(struct sockaddr_in));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); if(bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr))){
printf("bind fail.\n");
return -1;
}
if(listen(listenfd, 5)){
printf("listen fail.\n");
return -1;
} printf("listen stat.\n"); for(;;){
clilen = sizeof(cliaddr);
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
if(connfd == -1){
printf("accept fail.\n");
return -1;
}
printf("accept stat.\n");
if((childpid = fork()) == 0){
close(listenfd);
printf("servers.\n");
str_echo(connfd);
exit(0);
}
close(connfd);
} return 0;
}

TCP回射客户程序例如以下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h> #define MAXLINE 2048
#define SERV_PORT 9877 void str_cli(FILE *, int); int
main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in cliaddr; if(argc != 2){
printf("usage:tcpcli <IPaddress>");
return -1;
} sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if(sockfd == -1){
printf("socket fail.\n");
return -1;
} bzero(&cliaddr, sizeof(cliaddr));
cliaddr.sin_family = AF_INET;
cliaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
if(!(inet_pton(AF_INET, argv[1], &cliaddr.sin_addr))){
printf("inet pton fail.\n");
return -1;
} if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, sizeof(cliaddr))){
printf("connect fail.\n");
return -1;
} str_cli(stdin, sockfd); exit(0); } void
str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE]; while(fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL){
write(sockfd, sendline, strlen(sendline)); if(read(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0)
printf("str_cli:server terminated prematurely"); fputs(recvline, stdout);
}
}

编译两个程序:

gcc tcpserv.c -o tcpserv

gcc tcpcli.c -o tcpcli

測试,正常启动server./tcpserv &,之后启动client./tcpcli 127.0.0.1,之后就能够在终端输入一行文本,接着就会显示出该文本。

分析整个建立过程:

1、首先在后台启动server,server启动后,它调用socket、bind、listen和accept。并堵塞于accept调用。在启动客户程序之前。用netstat程序检查server监听套接字的状态。

netstat -a | grep 9877。显演示样例如以下内容:

tcp        0      0 *:9877                  *:*                     LISTEN

该行表明。有一个套接字处于LISTEN状态,它有通配的本地IP地址。本地端口为9877。

2、接着在同一主机上启动客户。并指定server主机的IP地址为127.0.0.1(环回地址)。./tcpcli 127.0.0.1

客户调用socket和connect,connect引起TCP的三路握手过程。

当三路握手完毕之后。客户中的connect和server中的accept均返回,连接于是建立。

3、客户调用str_cli函数,该函数堵塞与fgets调用。

4、当server中的accept返回时,server调用fork。再又子进程调用str_echo。该函数调用read。而read在等待客户送入一行文本期间堵塞。

5、还有一方面。server父进程再次调用accept并堵塞,等待下一个客户连接。

至此。有3个都在睡眠的进程:客户进程、server父进程和server子进程。

分析终止过程:

连接建立后,在客户的标准输入中键入什么。都会回射到它的标准输出中,在客户正常终止时。客户和server的过程例如以下:

1、当我们键入EOF字符时,fgets返回一个空指针,于是str_cli函数返回。

2、当str_cli返回到客户的main函数时,main通过调用exit终止。

3、进程终止处理的部分工作是关闭全部打开的描写叙述符,因此客户打开的套接字由内核关闭。这导致客户TCP发送一个FIN给server,serverTCP则以ACK响应,这就是TCP链接终止序列的前半部分。

至此。server套接字处于CLOSE_WAIT状态,客户套接字则处于FIN_WAIT_2状态。

4、当serverTCP接收FIN时,server子进程堵塞于read调用,于是read返回0。这导致str_echo函数返回server子进程的main函数。

5、server子进程通过调用exit来终止。

6、server子进程中打开的全部描写叙述符随之关闭。

7、进程终止处理的还有一部分是:在server子进程终止时,给父进程发送一个SIGCHLD信号。

思考:

1、子进程给父进程发送了一个SIGCHLD信号,但父进程没有捕获它,而是採用了默认行为。这样会导致子进程进入僵死状态。

2、上面的都是正常启动正常终止的情况,若server进程在客户之前终止。则客户会发生什么?若server主机崩溃又会如何?等等

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