Linux下各类TCP网络服务器的实现源代码.docx

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1、Linux下各类TCP网络服务器的实现源代码Linux下各类TCP网络服务器的实现源代码大家都知道各类网络服务器程序的编写步骤，并且都知道网络服务器就两大类：循环服务和并发服务。这 里附上源代码来个小结吧。首先，循环网络服务器编程实现的步骤是这样的:这种服务器模型是典型循环服务，如果不加上多进程/线程技术，此种服务吞吐量有限，大家都可以看到， 如果前一个连接服务数据没有收发完毕后面的连接没办法处理。所以一般有多进程技术，对一个新连接启 用一个新进程去处理，而监听socket继续监听。/*关于本文档* *filename: Linux下各类TCP网络服务器的实现源代码*purpose:记录Lin

2、ux下各类tcp服务程序源代码*wrote by: zhoulifa(zhoulifa)周立发()Linux爱好者Linux知识传播者SOHO族 开发者 最擅长C语言*date time:2006-07-04 22:00:00*Note:任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途*但请遵循GPL*Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力*/一个循环TCP服务源代码(因为用fork进行多进程服务了，所以这种服务现实中也有用)如下:代码：/*源代码开始*/#include #include #include #include #include #include

3、#include #include /*filename: cycletcpserver.c*purpose :循环tcp服务端程序*tidied by: zhoulifa(zhoulifa) 周立发(http:/zhoulifa.bokee.c om)Linux爱好者Linux知识传播者SOHO族开发者最擅长C语言*date time:2006-07-04 22:00:00*Note:任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途*但请遵循GPL*Thanks to: G*/int main(int argc, char * argv)(int sockfd,new_fd; /*

4、 监听 socket: sock_fd，数据传输 socket: new_fd*/struct sockaddr_in my_addr; /* 本机地址信息 */struct sockaddr_in their_addr; /* 客户地址信息、*/ unsigned int sin_size, myport, lisnum;if(argv1) myport = atoi(argv1);else myport = 7838;if(argv2) lisnum = atoi(argv2);else lisnum = 2;if (sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM

5、, 0) = -1) ( perror(socket)； exit(1);my_addr.sin_family=PF_INET;my_addr.sin_port=htons(myport);my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;bzero(&(my_addr.sin_zero), 0);if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct socka ddr) = -1) (perror(bind)；exit(1);if (listen(sockfd, lisnum) = -1) ( perr

6、or(listen)； exit(1);while(1) (sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);if (new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &sin_size) = -1) (perror(accept)； continue;printf(server: got connection from %sn”,inet_ntoa(their_add r.sin_addr);if (!fork() ( /*子进程代码段*/if (send(new_fd, Hello, world!n”,

7、 14, 0) = -1) ( perror(send)； close(new_fd);exit(0);close(new_fd); /*父进程不再需要该socket*/waitpid(-1,NULL,WNOHANG);/*等待子进程结束，清除子进程所占用资 源*/*源代码结束*/一个测试客户端代码如下:代码：/*源代码开始*/#include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXDATASIZE 100 /*每次最大数据传输量*/*filename: cycletcpclient.

8、c*purpose :循环tcp客户端程序*tidied by: zhoulifa(zhoulifa) 周立发(http:/zhoulifa.bokee.c om)Linux爱好者Linux知识传播者SOHO族开发者最擅长C语言*date time:2006-07-04 22:20:00*Note:任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途*但请遵循GPL*Thanks to: G*Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力*/int main(int argc, char *argv)(int sockfd, numbytes;char bufMAXDATA

9、SIZE;struct hostent *he;struct sockaddr_in their_addr;unsigned int myport;if(argv2) myport = atoi(argv2);else myport = 7838;if (argc != 3) ( fprintf(stderr,usage: %s hostname portn， argv0); exit(1);if(he=gethostbyname(argv1)=NULL) ( herror(gethostbyname)； exit(1);if (sockfd = socket(PF_INET, SOCK_ST

10、REAM, 0) = -1) ( perror(socket)； exit(1);their_addr.sin_family=PF_INET;their_addr.sin_port=htons(myport);their_addr.sin_addr = *(struct in_addr *)he-h_addr);bzero(&(their_addr.sin_zero),0);if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, sizeof(struct sockaddr) = -1) (perror(connect)；exit(1);if (

11、numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0) = -1) ( perror(recv)； exit(1);bufnumbytes = 0;printf(Received: %sn,buf);close(sockfd);return 0;/*源代码结束*/用 gcc cycletcpserver.c -o tcpserver和 gcc cycletcpclient.c -o tcpclient分别编译上述代码后运行情况如 下：服务端运行显示：引用：administratorubuzlf:/data/example/c$ ./tcpserverserver:

12、gotconnectionfrom127.0.0.1server:gotconnectionfrom127.0.0.1server:gotconnectionfrom127.0.0.1客户端运行显示:引用：administratorubuzlf:/data/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838 Received: Hello, world!administratorubuzlf:/data/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838 Received: Hello, world!administratorubuzlf:/da

13、ta/example/c$ ./tcpclient 127.0.0.1 7838 Received: Hello, world!不得不说的一个概念性问题：阻塞与非阻塞在阻塞服务中，当服务器运行到accept语句而没有客户连接服务请求到来，那么会发生什么情况？这时服 务器就会停止在accept语句上等待连接服务请求的到来；同样，当程序运行到接收数据语句recv时，如 果没有数据可以读取，则程序同样会停止在接收语句上。这种情况称为阻塞(blocking)。但如果你希望服务器仅仅注意检查是否有客户在等待连接，有就接受连接;否则就继续做其他事情，则可以 通过将socket设置为非阻塞方式来实现:非阻塞

14、socket在没有客户在等待时就使accept调用立即返回。 通过设置socket为非阻塞方式，可以实现“轮询”若干socket。当企图从一个没有数据等待处理的非阻塞s ocket读入数据时，函数将立即返回，并且返回值置为-1,并且errno置为EWOULDBLOCK。但是这种“轮 询”会使CPU处于忙等待方式，从而降低性能。考虑到这种情况，假设你希望服务器监听连接服务请求的 同时从已经建立的连接读取数据，你也许会想到用一个accept语句和多个recv()语句，但是由于accept 及recv都是会阻塞的，所以这个想法显然不会成功。调用非阻塞的socket会大大地浪费系统资源。而调用sele

15、ct()会有效地解决这个问题，它允许你把进程本 身挂起来，而同时使系统内核监听所要求的一组文件描述符的任何活动，只要确认在任何被监控的文件描 述符上出现活动，select()调用将返回指示该文件描述符已准备好的信息，从而实现了为进程选出随机的变 化，而不必由进程本身对输入进行测试而浪费CPU开销。其次，并发服务器，在上述cycletcpserver.c中，由于使用了 fork技术也可以称之为并发服务器，但这种 服务器并不是真正意义上的IO多路复用的并发服务器，并且由于没有处理阻塞问题，实际应用有各种各样 的问题。一个典型IO多路复用的单进程并发服务器流程如下：/*IO多路复用并发服务流程图*/

16、建立socket，并设置 sockets性为非阻塞把socket和IP地 址及端口绑定建立socket监听是日ccept这个新 洲豹客户端连接处理客户端socket下面是一个演示IO多路复用的源程序，是一个端口转发程序，但它的用处相当大，实际应用中的各类代理 软件或端口映射软件都是基于这样的代码的，比如Windows下的WinGate、WinProxy等都是在此基础上实现的。源代码如下:代码:/*源代码开始*/#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #in

17、clude static int forward_port;#undef max#define max(x,y) (x) (y) ? (x) : (y) /* 关于本文档 * *filename: tcpforwardport.c*purpose:演示了 select的用法，这是一个极好的代理软件核心，专门作端口 映射用*tidied by: zhoulifa(zhoulifa) 周立发(http:/zhoulifa.bokee.c om)Linux爱好者Linux知识传播者SOHO族开发者最擅长C语言*date time:2006-07-05 19:00:00*Note:任何人可以任意复制代

18、码并运用这些文档，当然包括你的商业用途*但请遵循GPL*Thanks to: Paul Sheer 感谢 Paul Sheer 在 select_tut 的 man 手册里提供了 这份源代码*Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力*/static int listen_socket (int listen_port) ( struct sockaddr_in a;int s;int yes;if (s = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0) 0) ( perror (socket);return -1;yes = 1;if (setsocko

19、pt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char *) &yes, sizeof (yes) 0) (perror (setsockopt);close (s);return -1;memset (&a, 0, sizeof (a);a.sin_port = htons (listen_port);a.sin_family = AF_INET;if (bind(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof (a) 0) ( perror (bind);close (s);return -1;printf (accepting connection

20、s on port %dn, (int) listen_port); listen (s, 10);return s;static int connect_socket (int connect_port, char *address) ( struct sockaddr_in a;int s;if (s = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0) 0) ( perror (socket);close (s);return -1;memset (&a, 0, sizeof (a);a.sin_port = htons (connect_port);a.sin_fami

21、ly = AF_INET;if (!inet_aton(address, (struct in_addr *) &a.sin_addr.s_addr) ( perror (bad IP address format);close (s);return -1;if (connect(s, (struct sockaddr *) &a, sizeof (a) = 0) (shutdown (fd1, SHUT_RDWR); close (fd1);fd1 = -1;#define SHUT_FD2 ( if (fd2 = 0) (shutdown (fd2, SHUT_RDWR); close (

22、fd2);fd2 = -1;#define BUF_SIZE 1024int main (int argc, char *argv) (int h;int fd1 = -1, fd2 = -1;char buf1BUF_SIZE, buf2BUF_SIZE;int buf1_avail, buf1_written;int buf2_avail, buf2_written;if (argc != 4) ( fprintf (stderr, Usagentfwd n); exit (1);signal (SIGPIPE, SIG_IGN);forward_port = atoi (argv2);h

23、 = listen_socket (atoi (argv1);if (h 0 & buf1_avail 0 & buf2_avail 0 & buf2_avail - buf2_written 0) (FD_SET (fd1, &wr);nfds = max (nfds, fd1);if (fd2 0 & buf1_avail - buf1_written 0) (FD_SET (fd2, &wr);nfds = max (nfds, fd2);/*把有异常数据的socket两个一起放入select的异常句柄列表里*/if (fd1 0) (FD_SET (fd1, &er);nfds = m

24、ax (nfds, fd1);if (fd2 0) (FD_SET (fd2, &er);nfds = max (nfds, fd2);r = select (nfds + 1, &rd, &wr, &er, NULL);if (r = -1 & errno = EINTR) continue;if (r 0) (perror (select()；exit (1);/*处理新连接*/if (FD_ISSET (h, &rd) ( unsigned int l;struct sockaddr_in client_address;memset (&client_address, 0, l = si

25、zeof (client_address); r = accept (h, (struct sockaddr *)&client_address, &l); if (r 0) (perror (accept()； else (/*关闭原有连接，把新连接作为fdl,同时连接新的目标fd2 */SHUT_FD1;SHUT_FD2;buf1_avail = buf1_written = 0;buf2_avail = buf2_written = 0;fd1 = r;fd2 = connect_socket (forward_port, argv3);if (fd2 0)if (FD_ISSET (f

26、d1, &er) (char c;errno = 0;r = recv (fd1, &c, 1, MSG_OOB);if (r 0)if (FD_ISSET (fd2, &er) (char c;errno = 0;r = recv (fd2, &c, 1, MSG_OOB);if (r 0)if (FD_ISSET (fd1, &rd) (r = read (fd1, buf1 + buf1_avail, BUF_SIZE - buf1_avail);if (r 0)if (FD_ISSET (fd2, &rd) (r = read (fd2, buf2 + buf2_avail, BUF_

27、SIZE - buf2_avail);if (r 0)if (FD_ISSET (fd1, &wr) (r = write (fd1, buf2 + buf2_written, buf2_avail - buf2_wr itten);if (r 0)if (FD_ISSET (fd2, &wr) (r = write (fd2, bufl + buf1_written, buf1_avail - buf1_wr itten);if (r 1) (SHUT_FD2; elsebuf1_written += r;/* check if write data has caught read data

28、 */if (buf1_written = buf1_avail) buf1_written = buf1_avail =0；if (buf2_written = buf2_avail) buf2_written = buf2_avail =0；/* one side has closed the connection, keep writing to the ot her side until empty */if (fd1 0 & buf1_avail - buf1_written = 0) (SHUT_FD2;if (fd2 fd2?(fd1+1):(fd2+1), &readfds,

29、&writefds, NU LL, &timeout);if(ret 0) printf(系统错误，select出错，错误代码：%d,错误 信息：s”, errno, strerror(errno);else if(ret = 0) printf(select超时返回，没有任何句柄状态发 生变化！ )；有句柄状态发生了变化if(FD_ISSET(fd1, &readfds) (fd1有数据可读；fd1里的数据被读出来；if(FD_ISSET(fd2, &writefds) (fd2可写；fd2里发送数据给对方；/*示意代码结束*/经常用到的几个自定义函数: 1、开启监听的函数代码:/*源代码代

30、码开始*/intOpenSCPServer(int port, int total, int sendbuflen, int recvbuflen, in t blockORnot, int reuseORnot) (/* 关于本函数 * *function_name: OpenSCPServer*参数说明：port整数型监听端口号，total整数型监听个数，sendbuflen整数 型发送缓冲区大小*recvbuflen整数型接收缓冲区大小，blockORnot整数型是否阻塞，reuseORnot整数型是否端口重用*purpose:用来建立一个tcp服务端socket*tidied by:

31、zhoulifa(zhoulifa) 周立发(http:/zhoulifa.bokee.c om)Linux爱好者Linux知识传播者SOHO族开发者最擅长C语言*date time:2006-07-05 20:00:00*Note:任何人可以任意复制代码并运用这些文档，当然包括你的商业用途*但请遵循GPL*Thanks to: Paul Sheer 感谢 Paul Sheer 在 select_tut 的 man 手册里提供了 这份源代码*Hope:希望越来越多的人贡献自己的力量，为科学技术发展出力*Note:要使用此函数需要自定义一个全局变量char errorMessage1024;并包

32、 含 GetCurrentTime.h 头文件 * /int sockfd = 0, ret = 0, opt = 0, flags=1;struct sockaddr_in laddr;ret = sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(ret 0)(sprintf(errorMessage, OpenTCPServer socket() error! return:% d, errno=%d, errortext:%s %s”, ret, errno, strerror(errno), GetCurr entTime(0, 0);return

33、 -1;ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuseORnot, s izeof(int);if(ret 0)(sprintf(errorMessage, OpenTCPServer setsockopt() reuse erro r! return:%d, errno=%d, errortext:%s %s”, ret, errno, strerror(errn o), GetCurrentTime(0, 0);return -2;ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF

34、, &recvbuflen, size of(int);if ( ret 0)(sprintf(errorMessage, OpenTCPServer setsockopt() recvbuf err or! return:%d, errno=%d, errortext:%s %s”, ret, errno, strerror(err no), GetCurrentTime(0, 0);return -3;ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuflen, size of(int);if (ret 0)(sprintf(errorMessage, OpenTCPServer setsockopt() sendbuf err or! return:%d, errno=%d, errortext:%s %s”, ret, errno, strerror