服务器模型（linux下）

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

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.
socket(...);
bind(...);
while(1)
{
recvfrom(...);
process(...);
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.

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.
算法如下：
socket(...);
bind(...);
listen(...);
while(1)
{
accept(...);
while(1)
{
read(...);
process(...);
write(...);
}
close(...);
}
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.

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：
socket(...);
bind(...);
listen(...);
while(1)
{
accept(...);
if(fork(..)==0)
{
while(1)
{
read(...);
process(...);
write(...);
}
close(...);
exit(...);
}
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.

并发服务器：多路复用I/O
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)
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.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fdset
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
使用select 的一个例子
int use_select(int *readfd,int n)
{
fd_set my_readfd;
int maxfd;
int i;
maxfd=readfd[0];
for(i=1;iif(readfd>;maxfd) maxfd=readfd;
while(1)
{
/* 将所有的文件描述符加入 */
FD_ZERO(&my_readfd);
for(i=0;iFD_SET(readfd,*my_readfd);
/* 进程阻塞 */
select(maxfd+1,& my_readfd,NULL,NULL,NULL);
/* 有东西可以读了 */
for(i=0;iif(FD_ISSET(readfd,&my_readfd))
{
/* 原来是我可以读了 */
we_read(readfd);
}
}
}
使用select 后我们的服务器程序就变成了.
初始话(socket,bind,listen);
while(1)
{
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
{
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);
}
}
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.

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.
9.6 一个并发TCP 服务器实例
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#include ;
#define MY_PORT 8888
int main(int argc ,char **argv)
{
int listen_fd,accept_fd;
struct sockaddr_in client_addr;
int n;
if((listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)
{
printf("Socket Error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
bzero(&client_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
client_addr.sin_family=AF_INET;
client_addr.sin_port=htons(MY_PORT);
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)
{
printf("Bind Error：%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
listen(listen_fd,5);
while(1)
{
accept_fd=accept(listen_fd,NULL,NULL);
if((accept_fd<0)&&(errno==EINTR))
continue;
else if(accept_fd<0)
{
printf("Accept Error：%s\n\a",strerror(errno));
continue;
}
if((n=fork())==0)
{
/* 子进程处理客户端的连接 */
char buffer[1024];
close(listen_fd);
n=read(accept_fd,buffer,1024);
write(accept_fd,buffer,n);
close(accept_fd);
exit(0);
}
else if(n<0)
printf("Fork Error：%s\n\a",strerror(errno));
close(accept_fd);
}
}
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
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