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学习过《软件工程》吧.软件工程可是每一个程序员 "必修 "的课程啊.如果你没有学习过, 建议你去看一看. 在这一章里面,我们一起来从软件工程的角度学习网络编程的思想.在我们写程序之前, 我们都应该从软件工程的角度规划好我们的软件,这样我们开发软件的效率才会高. 在网络程序里面,一般的来说都是许多客户机对应一个服务器.为了处理客户机的请求, 对服务端的程序就提出了特殊的要求.我们学习一下目前最常用的服务器模型. 循环服务器:循环服务器在同一个时刻只可以响应一个客户端的请求 并发服务器:并发服务器在同一个时刻可以响应多个客户端的请求MegaEntry - Social networking and discussion site!
9.1 循环服务器:UDP服务器 UDP循环服务器的实现非常简单:UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求,处理, 然后将结果返回给客户机. 可以用下面的算法来实现.CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
socket(...); bind(...); while(1) { recvfrom(...); process(...);CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
sendto(...); } 因为UDP是非面向连接的,没有一个客户端可以老是占住服务端. 只要处理过程不是死循环, 服务器对于每一个客户机的请求总是能够满足. 9.2 循环服务器:TCP服务器 TCP循环服务器的实现也不难:TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接.CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
算法如下: socket(...); bind(...); listen(...);CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
while(1) { accept(...); while(1) { read(...);CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
process(...); write(...); } close(...); }MegaEntry - Social networking and discussion site!
TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求.只有在这个客户的所有请求都满足后, 服务器才可以继续后面的请求.这样如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了.因此,TCP服务器一般很少用循环服务器模型的. 9.3 并发服务器:TCP服务器 为了弥补循环TCP服务器的缺陷,人们又想出了并发服务器的模型. 并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理,而是服务器创建一个 子进程来处理. 算法如下:MegaEntry - Social networking and discussion site!
socket(...); bind(...); listen(...); while(1) {MegaEntry - Social networking and discussion site!
accept(...); if(fork(..)==0) { while(1) { read(...);CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
process(...); write(...); } close(...); exit(...); }MegaEntry - Social networking and discussion site!
close(...); } TCP并发服务器可以解决TCP循环服务器客户机独占服务器的情况. 不过也同时带来了一个不小的问题.为了响应客户机的请求,服务器要创建子进程来处理. 而创建子进程是一种非常消耗资源的操作. 9.4 并发服务器:多路复用I/OCopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
为了解决创建子进程带来的系统资源消耗,人们又想出了多路复用I/O模型. 首先介绍一个函数select int select(int nfds,fd_set *readfds,fd_set *writefds, fd_set *except fds,struct timeval *timeout)MegaEntry - Social networking and discussion site!
void FD_SET(int fd,fd_set *fdset) void FD_CLR(int fd,fd_set *fdset) void FD_ZERO(fd_set *fdset) int FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) 一般的来说当我们在向文件读写时,进程有可能在读写出阻塞,直到一定的条件满足. 比如我们从一个套接字读数据时,可能缓冲区里面没有数据可读(通信的对方还没有 发送数据过来),这个时候我们的读调用就会等待(阻塞)直到有数据可读.如果我们不 希望阻塞,我们的一个选择是用select系统调用. 只要我们设置好select的各个参数,那么当文件可以读写的时候select回 "通知 "我们 说可以读写了. readfds所有要读的文件文件描述符的集合CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
writefds所有要的写文件文件描述符的集合 exceptfds其他的服要向我们通知的文件描述符 timeout超时设置.CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
nfds所有我们监控的文件描述符中最大的那一个加1 在我们调用select时进程会一直阻塞直到以下的一种情况发生. 1)有文件可以读.2)有文件可以写.3)超时所设置的时间到. 为了设置文件描述符我们要使用几个宏. FD_SET将fd加入到fdsetMegaEntry - Social networking and discussion site!
FD_CLR将fd从fdset里面清除 FD_ZERO从fdset中清除所有的文件描述符 FD_ISSET判断fd是否在fdset集合中CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
使用select的一个例子 int use_select(int *readfd,int n) { fd_set my_readfd; int maxfd;MegaEntry - Social networking and discussion site!
int i; maxfd=readfd[0]; for(i=1;iCopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
初始话(socket,bind,listen); while(1) {MegaEntry - Social networking and discussion site!
设置监听读写文件描述符(FD_*); 调用select; 如果是倾听套接字就绪,说明一个新的连接请求建立 {MegaEntry - Social networking and discussion site!
建立连接(accept); 加入到监听文件描述符中去; } 否则说明是一个已经连接过的描述符 { 进行操作(read或者write);MegaEntry - Social networking and discussion site!
} } 多路复用I/O可以解决资源限制的问题.着模型实际上是将UDP循环模型用在了TCP上面. 这也就带来了一些问题.如由于服务器依次处理客户的请求,所以可能会导致有的客户 会等待很久.CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
9.5 并发服务器:UDP服务器 人们把并发的概念用于UDP就得到了并发UDP服务器模型. 并发UDP服务器模型其实是简单的.和并发的TCP服务器模型一样是创建一个子进程来处理的 算法和并发的TCP模型一样. 除非服务器在处理客户端的请求所用的时间比较长以外,人们实际上很少用这种模型.CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
9.6 一个并发TCP服务器实例 #includeMegaEntry - Social networking and discussion site!
#includeMegaEntry - Social networking and discussion site!
struct sockaddr_in client_addr; int n; if((listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0) { printf( "Socket Error:%s a ",strerror(errno));MegaEntry - Social networking and discussion site!
exit(1); } bzero(&client_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); client_addr.sin_family=AF_INET; client_addr.sin_port=htons(MY_PORT);CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
client_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); n=1; /* 如果服务器终止后,服务器可以第二次快速启动而不用等待一段时间 */ setsockopt(listen_fd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&n,sizeof(int)); if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,sizeof(client_addr))<0) {CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
printf( "Bind Error:%s a ",strerror(errno)); exit(1); } listen(listen_fd,5); while(1) {MegaEntry - Social networking and discussion site!
accept_fd=accept(listen_fd,NULL,NULL); if((accept_fd<0)&&(errno==EINTR)) continue; else if(accept_fd<0) { printf( "Accept Error:%s a ",strerror(errno));CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
continue; } if((n=fork())==0) { /* 子进程处理客户端的连接 */ char buffer[1024];CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
close(listen_fd); n=read(accept_fd,buffer,1024); write(accept_fd,buffer,n); close(accept_fd); exit(0);MegaEntry - Social networking and discussion site!
} else if(n<0) printf( "Fork Error:%s a ",strerror(errno)); close(accept_fd); } }CopyRight owned by the original author.--(www.MegaEntry.com)
你可以用我们前面写客户端程序来调试着程序,或者是用来telnet调试Copyright 2005-2006 megaentry,All Rights Reserved
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