第三圣子
最近学习unix网络编程，感觉东西零零碎碎，比较混乱。因此决定整理以下，发一个小博客。一来可以与大家分享以下，二来可以总结提高一下所学的东西。话说：竹子为什么长的高，因为它喜欢总结阿～～^_^
废话不多说了，上代码。小弟半路出家，入行不深，过路大神不喜勿喷阿，嘿嘿～～^_^
程序是一个基于tcp的 C/S .简单回显功能( 声明以下，不要以为注释是英语就说我是在哪里下载的，原因是我运行程序 汉字老显示乱码，就改成蹩脚英语了 )。
首先是一个自己的库
1 #ifndef MYLIB_H 2 #define MYLIB_H 3 4 #include <stdio.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <netinet/in.h> 7 #include <sys/socket.h> 8 #include <arpa/inet.h> 9 #include <unistd.h> 10 #include <string.h> 11 #include <errno.h> 12 #include <signal.h> 13 #include <sys/wait.h> 14 15 #define LISTENQ 1024 16 #define MAXLINE 1460 17 #define SERV_PORT 9877 18 19 typedef void (*SignalFunc)(int); 20 21 SignalFunc signal(int sigNo,SignalFunc fun); 22 void sig_chld(int sigNo); 23 void sys_err(char *pa); 24 25 #endif // MYLIB_H
这些是需要的头文件和一些宏定义，服务端和客户端都需要，我都把他们搞一块儿了，这样方便，叫mylib.h 。
哦，先大致解释一下：
1、signal 这个函数是用来捕获信号的。后边服务端会用到，在服务端在细说
2、sig_chld 是signal捕获到信号后的处理函数
3、sys_err 用来输出提示，并退出进程
下边是头文件里函数的实现，里边的函数如果没看太懂可以先不用理解，后边会细说，哈哈
1 #include <mylib.h> 2 3 void sys_err(char *pa) 4 { 5 printf("%s",pa); 6 exit(1); 7 } 8 9 SignalFunc signal(int sigNo, SignalFunc fun){ 10 struct sigaction act , oact; 11 act.sa_handler=fun; 12 sigemptyset(&act.sa_mask); //Additional set of signals to be blocked. 13 act.sa_flags=0; 14 if(sigaction(sigNo,&act,&oact)<0) 15 return SIG_ERR; 16 return oact.sa_handler; 17 } 18 19 void sig_chld(int sigNo) 20 { 21 pid_t pid; 22 int state; 23 while ((pid=waitpid(-1,&state,WNOHANG))>0) { 24 printf("process %d terminated \n",pid); 25 } 26 return; 27 }
下边是客户端代码：
1 #include <mylib.h> 2 int main(void) 3 { 4 int sock_fd; 5 sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 6 7 struct sockaddr_in serv_add; 8 bzero(&serv_add,sizeof(serv_add)); 9 serv_add.sin_family=AF_INET; 10 serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT); 11 struct in_addr add; 12 inet_aton("192.168.1.105",&add); 13 serv_add.sin_addr=add; 14 15 if(connect(sock_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0) 16 sys_err("connect error!\n"); 17 char sendbuff[MAXLINE],recvbuff[MAXLINE]; 18 char *temp; 19 ssize_t n; 20 while ((temp=fgets(sendbuff,sizeof(sendbuff),stdin)) !=NULL) 21 { 22 int k; 23 if((k=write(sock_fd,sendbuff,sizeof(sendbuff)))<0) 24 { 25 26 } 27 if((n=read(sock_fd,recvbuff,sizeof(recvbuff)))>0) 28 printf("SVR:%s",recvbuff); 29 if(n<0) 30 printf("fail to get data from server %s\n",inet_ntoa(serv_add.sin_addr)); 31 if(n==0) 32 { 33 //broken pipe ，haha sigpipe 34 printf("%s","server defunct\nclosing the socket..."); 35 close(sock_fd); 36 } 37 } 38 return 0; 39 }
解释一下客户端代码：
第5行：sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 用socket函数创建一个sock，第一个参数是协议族，我们用AF_INET代表tcp/ip协议族。第二个参数代表流方式，也就是TCP 字节流方式。第三个参数,额...貌似有点高深，说实话，不懂，注释说 If it is zero, is chosen automatically. 就是自动选择，我擦，这一自动，我感觉整个人都不舒服了...
行7：struct sockaddr_in serv_add; 定义一个sock 地址结构，用来存放服务器断ip，端口，协议族之类的。
行10，12：这两行里都有一个来处理端口和ip，为啥，这里牵扯一个“字节序”的问题，处理器对字节的排列顺序不是相同的，这个可以百度以下，呵呵
行15：用本地初始化的sock和服务端地质结构建立连接。等等，为啥客户端sock没有地址和端口呢，怎么直接就连接了，这不科学。额，就这在这一不，tcp默认将本地sock地址设为本地ip，端口在允许范围内随机取值，一般不会是vip端口(<1024)啦。而且每次链接都会随机端口。好，地址设好就可以连接服务器了，进行关键的三次握手。
行20，23：从输入设备读取 输入值。写入打开的 socket 文件符。将输入值 写入建好的 pipe里。这里的write为什么回有小于0的情况呢，原因是，当服务起进程断开连接，或者不小心关闭时，服务端乎发给客户端一个FIN，表示终止链接，但是由于TCP是半关闭的，客户端可能正在输入，不知道服务端已经断开了，服务端TCP会返回一个RST，告诉客户端管道不通。这时如果继续将值写入pipe，系统就会立马提示你 管道断裂，发一个SIGPIPE信号给你。这个信号很要命啊，你不捕获处理，系统就默认关掉你的进程。处理了，write就返回小于0
行27：读取服务器的返回值，读取失败就返回小于0
行31：同样，服务断断开后，客户端已收到FIN的通知，read后直接返回0. 这里为了不让出现23行的问题，干脆把socket关闭了
下边是服务端代码：
1 #include <mylib.h> 2 3 int main(void) 4 { 5 int listen_fd , connected_fd; 6 struct sockaddr_in serv_add; 7 //----------------------------------------------------------------------------- 8 listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 9 serv_add.sin_family=AF_INET; 10 serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT); 11 serv_add.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); 12 //------------------------------------------------------------------------------ 13 if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0) 14 sys_err("bind error\n"); 15 if(listen(listen_fd,LISTENQ)<0) 16 sys_err("listen error\n"); 17 18 signal(SIGCHLD,sig_chld); 19 20 __pid_t pid; 21 while (1) { 22 connected_fd = accept(listen_fd,0,0); 23 if(connected_fd<0){ 24 if(errno==EINTR) 25 { 26 printf("interrupt\n"); 27 continue; 28 } 29 else 30 sys_err("accept eero!\n"); 31 } 32 if((pid=fork())==0) 33 { 34 char recevBuff[MAXLINE]; 35 int n; 36 close(listen_fd); 37 while ((n=read(connected_fd,recevBuff,MAXLINE))>0) { 38 printf("Client:%s",recevBuff); 39 write(connected_fd,recevBuff,MAXLINE); 40 } 41 if(n<0) 42 sys_err("read error\n"); 43 close(connected_fd); 44 exit(0); 45 } 46 close(connected_fd); 47 } 48 return 0; 49 }
服务端和客户端代码有一些相似的地方。说一下不一样的地方把。打字打的手要抽了都。
行11：意思是通配本主机上所有的网络接口(如果有多个的话).就是不管哪个接口受到请求都去处理连接
行13：把sock文件符绑定到指定的地址和端口上，形成一个完整sock。
行15：服务端sock打开侦听文件符，不同的sock过来建立连接是要排队的，第二个参数控制最大排队的数量，毕竟缓冲区是有限的
行22：服务端进入侦听后回阻塞在accept，如果一个tcp三次握手成功了，就打开一个accepted_fd，并建立一个通道。继续往下走
行23：链接错误或者链接被内核中断，就会返回小于0，因为这时进程处在一个可被中断的睡眠状态。如果进程接到要去处理进程的通知，这个睡眠会被唤醒，而且 内核不一定就回重启这个等待，不重启的时候就回返回一个errno=EINTR(error interrupt),这时，我们就重新启动这个等待 , continue
行32：这里有个比较重要的函数 fork，它是系统唯一能创造分支进程的方法,就是子进程。
QA-01：为什么这里要开进程。 A：因为如果有多个链接连入服务器的话，一个进程肯定忙不过来阿，这样就会导致很对在那排队等待，有的甚至连不上，因为服务起很忙。
QA-02：if((pid=fork())==0) ，为什么这里这么写呢？因为 这个fork函数很特别，调用一次会返回两个值，一个是子进程的pid，一个是0 。类似于一个链表格式 ppid | pid |chldpid ,子进程pid在父进程里返回，子进程就返回0 。进入子进程后，父进程的所有文件符都会复制到子进程的上下文，是的，是复制。子进程对文件符的操作不会影响父进程，父进程也不会影响子进程。子进程执行完毕后必须 退出，否则的话 可能会继续fork子进程，死循环。
这样以来，每次成功建立连接都会有一个独立的进程去处理他们的数据交流，不会阻塞在父进程，就完成了 并发处理。
行43：这里为什么要关闭 connected fd呢，因为如果不关闭的话，每来一个链接都会新建一个fd(file describe)，少年，内核里进程表表项里存储文件符的数组大小可是有限的。这里子进程也会关掉从父进程复制来的文件符，这个文件符是有计数的，称谓共享，当计数恢复0时，文件符就关了。
最后说行18：捕获信号。 当这些个子进程都完成自己任务后 ( 也就是客户端断了之后 )，不会自动退出内核。而是变成了 defunct 状态，挂掉了。木错，是挂掉了！
为什么儿子们都挂掉了，老爹不来收尸呢？ 这个原因貌似是比较复杂，因为子进程结束了，要通知父进程一些关于自己执行情况的数据 。父进程默认是忽略的，等父进程结束的时候，这些 僵死进程就会 被只给 进程 1， init，他恢复则处理这些 挂掉的进程。
但是我们的服务起 肯定不想让这些 挂掉的进程 挤满内存，占据资源，于是就在 行18 捕获子进程发来的信号 SIGCHLD ，然后，进程如果接到信号就会从睡眠中苏醒，去 wait 它，这个函数很特别，他会负责处理掉这些挂掉的进程。
好吧，服务端是比较复杂，这里代码肯定是有很多缺陷的。一个服务要想跑起来 要考虑非常多的突发情况，攻击神马的，这个小程序只是打通通信过程，呵！呵！
写到这里，我又凌乱了.....睡觉
机智的少年 估计去开发局域网聊天程序了 o(∩_∩)o...
哦，忘了上截图，sorry ，所谓无图无真相：
