第 10 章 多进程服务器端
10.1 进程概念及应用
并发服务端的实现方法：
通过改进服务端，使其同时向所有发起请求的客户端提供服务，以提高平均满意度。而且，网络程序中数据通信时间比 CPU 运算时间占比更大，因此，向多个客户端提供服务是一种有效的利用 CPU 的方式。接下来讨论同时向多个客户端提供服务的并发服务器端。下面列出的是具有代表性的并发服务端的实现模型和方法：
- 多进程服务器：通过创建多个进程提供服务
- 多路复用服务器：通过捆绑并统一管理 I/O 对象提供服务
- 多线程服务器：通过生成与客户端等量的线程提供服务
第一种方法：多进程服务器
理解进程：
进程的定义如下：
占用内存空间的正在运行的程序。
假如你下载了一个游戏到电脑上，此时的游戏不是进程，而是程序。只有当游戏被加载到主内存并进入运行状态，这是才可称为进程。
进程 ID：
无论进程是如何创建的，所有的进程都会被操作系统分配一个 ID。此 ID 被称为「进程ID」，其值为大于 2 的整数。1 要分配给操作系统启动后的（用于协助操作系统）首个进程，因此用户无法得到 ID 值为 1 。接下来输入以下命令来观察在 Linux 中运行的进程：
ps au
通过上面的命令可查看当前运行的所有进程。需要注意的是，该命令同时列出了 PID（进程ID）。参数 a 和 u列出了所有进程的详细信息。
通过调用 fork 函数创建进程：
创建进程的方式很多，此处只介绍用于创建多进程服务端的 fork 函数：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
// 成功时返回进程ID,失败时返回 -1fork 函数将创建调用的进程副本。也就是说，并非根据完全不同的程序创建进程，而是复制正在运行的、调用 fork 函数的进程。另外，两个进程都执行 fork 函数调用后的语句（准确的说是在 fork 函数返回后）。但因为是通过同一个进程、复制相同的内存空间，之后的程序流要根据 fork 函数的返回值加以区分。即利用 fork 函数的如下特点区分程序执行流程。
- 父进程：fork 函数返回子进程 ID
- 子进程：fork 函数返回 0
此处，「父进程」（Parent Process）指原进程，即调用 fork 函数的主体，而「子进程」（Child Process）是通过父进程调用 fork 函数复制出的进程。接下来是调用 fork 函数后的程序运行流程。如图所示：
从图中可以看出，父进程调用 fork 函数的同时复制出子进程，并分别得到 fork 函数的返回值。但复制前，父进程将全局变量 gval 增加到 11,将局部变量 lval 的值增加到 25，因此在这种状态下完成进程复制。复制完成后根据 fork 函数的返回类型区分父子进程。父进程的 lval 的值增加 1 ，但这不会影响子进程的 lval 值。同样子进程将 gval 的值增加 1 也不会影响到父进程的 gval 。因为 fork 函数调用后分成了完全不同的进程，只是二者共享同一段代码而已。接下来给出一个例子：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int gval = 10;
int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid;
int lval = 20;
gval++, lval += 5;
pid = fork();
if (pid == 0)
gval += 2, lval += 2;
else
gval -= 2, lval -= 2;
if (pid == 0)
printf("Child Proc: [%d,%d] \n", gval, lval);
else
printf("Parent Proc: [%d,%d] \n", gval, lval);
return 0;
}运行结果：
可以看出，当执行了 fork 函数之后，此后就相当于有了两个程序在执行代码，对于父进程来说，fork 函数返回的是子进程的ID，对于子进程来说，fork 函数返回 0。所以这两个变量，父进程进行了 +2 操作 ，而子进程进行了 -2 操作。
10.2 进程和僵尸进程
文件操作中，关闭文件和打开文件同等重要。同样，进程销毁和进程创建也同等重要。如果未认真对待进程销毁，他们将变成僵尸进程。
僵尸（Zombie）进程：
进程的工作完成后（执行完 main 函数中的程序后）应被销毁，但有时这些进程将变成僵尸进程，占用系统中的重要资源。这种状态下的进程称作「僵尸进程」，这也是给系统带来负担的原因之一。
僵尸进程是当子进程比父进程先结束，而父进程又没有回收子进程，释放子进程占用的资源，此时子进程将成为一个僵尸进程。如果父进程先退出 ，子进程被init接管，子进程退出后init会回收其占用的相关资源
产生僵尸进程的原因：
为了防止僵尸进程产生，先解释产生僵尸进程的原因。利用如下两个示例展示调用 fork 函数产生子进程的终止方式。
- 传递参数并调用 exit() 函数
- main 函数中执行 return 语句并返回值
向 exit 函数传递的参数值和 main 函数的 return 语句返回的值都会传递给操作系统。而操作系统不会销毁子进程，直到把这些值传递给产生该子进程的父进程。处在这种状态下的进程就是僵尸进程。也就是说将子进程变成僵尸进程的正是操作系统。既然如此，僵尸进程何时被销毁呢？
应该向创建子进程的父进程传递子进程的 exit 参数值或 return 语句的返回值。
如何向父进程传递这些值呢？操作系统不会主动把这些值传递给父进程。只有父进程主动发起请求（函数调用）的时候，操作系统才会传递该值。换言之，如果父进程未主动要求获得子进程结束状态值，操作系统将一直保存，并让子进程长时间处于僵尸进程状态。接下来的示例是创建僵尸进程：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid = fork(); // 创建一个新的子进程
if (pid == 0) // 子进程执行代码
{
puts("Hi, I am a child Process"); // 输出一条消息："Hi, I am a child Process"
}
else // 父进程执行代码
{
printf("Child Process ID: %d \n", pid); // 输出子进程的进程ID（PID）
sleep(30); // 父进程睡眠30秒
}
// 以下代码父子进程共同执行
if (pid == 0) // 子进程将执行这部分代码
puts("End child process"); // 输出一条消息："End child process"
else // 父进程将执行这部分代码
puts("End parent process"); // 输出一条消息："End parent process"
return 0;
}
运行结果：
通过 ps au 命令可以看出，子进程仍然存在，并没有被销毁，僵尸进程在这里显示为 Z+。30秒后，红框里面的两个进程会同时被销毁。
销毁僵尸进程 1：利用 wait 函数
为了销毁子进程，父进程应该主动请求获取子进程的返回值。下面是发起请求的具体方法。一共有两种：
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *statloc);
/*
成功时返回终止的子进程 ID ,失败时返回 -1
*/调用此函数时如果已有子进程终止，那么子进程终止时传递的返回值（exit 函数的参数返回值，main 函数的 return 返回值）将保存到该函数的参数所指的内存空间。但函数参数指向的单元中还包含其他信息，因此需要用下列宏进行分离：
- WIFEXITED 子进程正常终止时返回「真」
- WEXITSTATUS 返回子进程时的返回值
也就是说，向 wait 函数传递变量 status 的地址时，调用 wait 函数后应编写如下代码：
if (WIFEXITED(status))
{
puts("Normal termination");
printf("Child pass num: %d", WEXITSTATUS(status));
}如下示例不会让子进程变成僵尸进程：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int status;
pid_t pid = fork(); // 创建第一个子进程
if (pid == 0) // 子进程执行代码
{
return 3; // 子进程返回值为3，表示子进程正常终止
}
else // 父进程执行代码
{
printf("Child PID: %d \n", pid); // 输出第一个子进程的进程ID（PID）
pid = fork(); // 在父进程中创建第二个子进程
if (pid == 0) // 第二个子进程执行代码
{
exit(7); // 第二个子进程以退出码7正常终止
}
else // 父进程执行代码
{
printf("Child PID: %d \n", pid); // 输出第二个子进程的进程ID（PID）
wait(&status); // 等待第一个子进程终止并处理其退出状态
if (WIFEXITED(status)) // 验证第一个子进程是否正常终止
printf("Child send one: %d \n", WEXITSTATUS(status)); // 输出第一个子进程的返回值
wait(&status); // 等待第二个子进程终止并处理其退出状态
if (WIFEXITED(status)) // 验证第二个子进程是否正常终止
printf("Child send two: %d \n", WEXITSTATUS(status)); // 输出第二个子进程的返回值
sleep(30); // 父进程睡眠30秒
}
}
return 0;
}
运行结果：
此时，系统中并没有上述 PID 对应的进程，这是因为调用了 wait 函数，完全销毁了该子进程。另外两个子进程返回时返回的 3 和 7 传递到了父进程。
这就是通过 wait 函数消灭僵尸进程的方法，值得注意的是：调用 wait 函数时，如果没有已经终止的子进程，那么程序将阻塞（Blocking）直到有子进程终止，因此要谨慎调用该函数。
销毁僵尸进程 2：使用 waitpid 函数
wait 函数会引起程序阻塞，还可以考虑调用 waitpid 函数。这是防止僵尸进程的第二种方法，也是防止阻塞的方法:
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);
/*
成功时返回终止的子进程ID 或 0 ，失败时返回 -1
pid: 等待终止的目标子进程的ID,若传 -1，则与 wait 函数相同，可以等待任意子进程终止
statloc: 与 wait 函数的 statloc 参数具有相同含义
options: 传递头文件 sys/wait.h 声明的常量 WNOHANG ,即使没有终止的子进程也不会进入阻塞状态，而是返回 0 退出函数。
*/waitpid 的使用示例：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
int status;
pid_t pid = fork(); // 创建子进程
if (pid == 0) // 子进程执行代码
{
sleep(15); // 用 sleep 推迟子进程的执行，让其睡眠15秒
return 24; // 子进程返回值为24，表示子进程正常终止
}
else // 父进程执行代码
{
// 使用 waitpid 传递参数 WNOHANG，这样在没有终止的子进程时，waitpid 立即返回，不会阻塞
// 循环等待子进程终止
while (!waitpid(-1, &status, WNOHANG))
{
sleep(3); // 父进程睡眠3秒
puts("sleep 3 sec.");
}
if (WIFEXITED(status)) // 验证子进程是否正常终止
printf("Child send %d \n", WEXITSTATUS(status)); // 输出子进程的返回值
}
return 0;
}
运行结果：
可以看出来，在 while 循环中正好执行了 5 次。这也证明了 waitpid 函数并没有阻塞 。
10.3 信号处理
我们已经知道了进程的创建及销毁的办法，但是还有一个问题没有解决：子进程究竟何时终止？调用 waitpid 函数后要无休止的等待吗？
向操作系统求助：
子进程终止的识别主题是操作系统，因此，若操作系统能把子进程结束的信息告诉正忙于工作的父进程，将有助于构建更高效的程序。
为了实现上述的功能，引入信号处理机制（Signal Handing）。此处「信号」是在特定事件发生时由操作系统向进程发送的消息。另外，为了响应该消息，执行与消息相关的自定义操作的过程被称为「处理」或「信号处理」。
信号与 signal 函数：
下面进程和操作系统的对话可以帮助理解信号处理。
进程：操作系统，如果我之前创建的子进程终止，就帮我调用 zombie_handler 函数。
操作系统：好的，如果你的子进程终止，我就帮你调用 zombie_handler 函数，你先把函数要执行的语句写好。
上述的对话，相当于「注册信号」的过程。即进程发现自己的子进程结束时，请求操作系统调用的特定函数。该请求可以通过如下函数调用完成：
#include <signal.h>
void (*signal(int signo, void (*func)(int)))(int);
/*
为了在产生信号时调用，返回之前注册的函数指针
函数名: signal
参数：int signo,void(*func)(int)
返回类型：参数类型为int型，返回 void 型函数指针
*/调用上述函数时，第一个参数为特殊情况信息，第二个参数为特殊情况下将要调用的函数的地址值（指针）。发生第一个参数代表的情况时，调用第二个参数所指的函数。下面给出可以在 signal 函数中注册的部分特殊情况和对应的函数。
- SIGALRM：已到通过调用 alarm 函数注册时间
- SIGINT：输入 ctrl+c
- SIGCHLD：子进程终止
接下来编写调用 signal 函数的语句完成如下请求：子进程终止则调用 mychild 函数。
此时 mychild 函数的参数应为 int ，返回值类型应为 void 。只有这样才能成为 signal 函数的第二个参数。另外，常数 SIGCHLD 定义了子进程终止的情况，应成为 signal 函数的第一个参数。也就是说，signal 函数调用语句如下：
signal(SIGCHLD , mychild);接下来编写 signal 函数的调用语句，分别完成如下两个请求：
- 已到通过 alarm 函数注册时间，请调用 timeout 函数
- 输入 ctrl+c 时调用 keycontrol 函数
代表这 2 种情况的常数分别为 SIGALRM 和 SIGINT ，因此按如下方式调用 signal 函数：
signal(SIGALRM , timeout);
signal(SIGINT , keycontrol);以上就是信号注册过程。注册好信号之后，发生注册信号时（注册的情况发生时），操作系统将调用该信号对应的函数。先介绍 alarm 函数：
#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
// 返回0或以秒为单位的距 SIGALRM 信号发生所剩时间如果调用该函数的同时向它传递一个正整型参数，相应时间后（以秒为单位）将产生 SIGALRM 信号。若向该函数传递为 0 ，则之前对 SIGALRM 信号的预约将取消。如果通过改函数预约信号后未指定该信号对应的处理函数，则（通过调用 signal 函数）终止进程，不做任何处理。
示例代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void timeout(int sig) //信号处理器
{
if (sig == SIGALRM)
puts("Time out!");
alarm(2); //为了每隔 2 秒重复产生 SIGALRM 信号，在信号处理器中调用 alarm 函数
}
void keycontrol(int sig) //信号处理器
{
if (sig == SIGINT)
puts("CTRL+C pressed");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
signal(SIGALRM, timeout); //注册信号及相应处理器
signal(SIGINT, keycontrol);
alarm(2); //预约 2 秒后发生 SIGALRM 信号
for (i = 0; i < 3; i++)
{
puts("wait...");
sleep(100);
}
return 0;
}运行结果：
第一次结果是没有任何输入的运行结果 。 第二次是连续键入3次 ctrl+c 的结果。发生信号时将唤醒由于调用 sleep 函数而进入阻塞状态的进程。
调用函数的主体的确是操作系统，但是进程处于睡眠状态时无法调用函数，因此，产生信号时，为了调用信号处理器，将唤醒由于调用 sleep 函数而进入阻塞状态的进程。而且，进程一旦被唤醒，就不会再进入睡眠状态。即使还未到 sleep 中规定的时间也是如此。所以上述示例运行不到 10 秒后就会结束，连续输入 CTRL+C 可能连一秒都不到。
利用 sigaction 函数进行信号处理：
前面所学的内容可以防止僵尸进程，还有一个函数，叫做 sigaction 函数，他类似于 signal 函数，而且可以完全代替后者，也更稳定。之所以稳定，是因为：signal 函数在 Unix 系列的不同操作系统可能存在区别，但 sigaction 函数完全相同。
实际上现在很少用 signal 函数编写程序，他只是为了保持对旧程序的兼容，下面介绍 sigaction 函数，只讲解可以替换 signal 函数的功能：
#include <signal.h>
int sigaction(int signo, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);
/*
成功时返回 0 ，失败时返回 -1
act: 对于第一个参数的信号处理函数（信号处理器）信息。
oldact: 通过此参数获取之前注册的信号处理函数指针，若不需要则传递 0
*/声明并初始化 sigaction 结构体变量以调用上述函数，该结构体定义如下：
struct sigaction
{
void (*sa_handler)(int);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
};此结构体的成员 sa_handler 保存信号处理的函数指针值（地址值）。sa_mask 和 sa_flags 的所有位初始化 0 即可。这 2 个成员用于指定信号相关的选项和特性，而我们的目的主要是防止产生僵尸进程，故省略。
下面的示例是关于 sigaction 函数的使用方法：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
void timeout(int sig)
{
if (sig == SIGALRM)
puts("Time out!");
alarm(2);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i;
struct sigaction act;
act.sa_handler = timeout; //保存函数指针
sigemptyset(&act.sa_mask); //将 sa_mask 成员的所有位初始化成0
act.sa_flags = 0; //sa_flags 同样初始化成 0
sigaction(SIGALRM, &act, 0); //注册 SIGALRM 信号的处理器。
alarm(2); //2 秒后发生 SIGALRM 信号
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
puts("wait...");
sleep(100);
}
return 0;
}
运行结果：
可以发现，结果和之前用 signal 函数的结果没有什么区别。
利用信号处理技术消灭僵尸进程：
下面利用子进程终止时产生 SIGCHLD 信号这一点，来用信号处理来消灭僵尸进程。看以下代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
void read_childproc(int sig)
{
int status;
pid_t id = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
if (WIFEXITED(status))
{
printf("Removed proc id: %d \n", id); //子进程的 pid
printf("Child send: %d \n", WEXITSTATUS(status)); //子进程的返回值
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid;
struct sigaction act;
act.sa_handler = read_childproc;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGCHLD, &act, 0);
pid = fork();
if (pid == 0) //子进程执行阶段
{
puts("Hi I'm child process");
sleep(10);
return 12;
}
else //父进程执行阶段
{
printf("Child proc id: %d\n", pid);
pid = fork();
if (pid == 0)
{
puts("Hi! I'm child process");
sleep(10);
exit(24);
}
else
{
int i;
printf("Child proc id: %d \n", pid);
for (i = 0; i < 5; i++)
{
puts("wait");
sleep(5);
}
}
}
return 0;
} 运行结果：
代码中创建了两个子进程，父进程在创建子进程后会输出子进程的信息，然后进入等待状态，睡眠5秒，循环输出"wait"。而子进程在输出自身信息后，睡眠10秒后返回不同的返回值。父进程在循环等待期间，若有子进程终止，则信号处理函数 read_childproc 会被调用，输出子进程的PID和返回值。
10.4 基于多任务的并发服务器
基于进程的并发服务器模型：
之前的回声服务器每次只能同事向 1 个客户端提供服务。因此，需要扩展回声服务器，使其可以同时向多个客户端提供服务。下图是基于多进程的回声服务器的模型：
从图中可以看出，每当有客户端请求时（连接请求），回声服务器都创建子进程以提供服务。如果请求的客户端有 5 个，则将创建 5 个子进程来提供服务，为了完成这些任务，需要经过如下过程：
- 第一阶段：回声服务器端（父进程）通过调用 accept 函数受理连接请求
- 第二阶段：此时获取的套接字文件描述符创建并传递给子进程
- 第三阶段：进程利用传递来的文件描述符提供服务
实现并发服务器：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
void read_childproc(int sig);
int main(int argc, char *argv[])
{
int serv_sock, clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
pid_t pid;
struct sigaction act;
socklen_t adr_sz;
int str_len, state;
char buf[BUF_SIZE];
if (argc != 2)
{
printf("Usgae : %s <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
act.sa_handler = read_childproc; //防止僵尸进程
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
state = sigaction(SIGCHLD, &act, 0); //注册信号处理器,把成功的返回值给 state
serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); //创建服务端套接字
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1) //分配IP地址和端口号
error_handling("bind() error");
if (listen(serv_sock, 5) == -1) //进入等待连接请求状态
error_handling("listen() error");
while (1)
{
adr_sz = sizeof(clnt_adr);
clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &adr_sz);
if (clnt_sock == -1)
continue;
else
puts("new client connected...");
pid = fork(); //此时，父子进程分别带有一个套接字
if (pid == -1)
{
close(clnt_sock);
continue;
}
if (pid == 0) //子进程运行区域,此部分向客户端提供回声服务
{
close(serv_sock); //关闭服务器套接字，因为从父进程传递到了子进程
while ((str_len = read(clnt_sock, buf, BUFSIZ)) != 0)
write(clnt_sock, buf, str_len);
close(clnt_sock);
puts("client disconnected...");
return 0;
}
else
close(clnt_sock); //通过 accept 函数创建的套接字文件描述符已经复制给子进程，因为服务器端要销毁自己拥有的
}
close(serv_sock);
return 0;
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
void read_childproc(int sig)
{
pid_t pid;
int status;
pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
printf("removed proc id: %d \n", pid);
}运行结果：
此时的服务端支持同时给多个客户端进行服务，每有一个客户端连接服务端，就会多开一个子进程，所以可以同时提供服务。
通过 fork 函数复制文件描述符：
示例中给出了通过 fork 函数复制文件描述符的过程。父进程将 2 个套接字（一个是服务端套接字另一个是客户端套接字）文件描述符复制给了子进程。
调用 fork 函数时复制父进程的所有资源，但是套接字不是归进程所有的，而是归操作系统所有，只是进程拥有代表相应套接字的文件描述符。
复制套接字后，同一端口将对应多个套接字。
如上图所示，1 个套接字存在 2 个文件描述符时，只有 2 个文件描述符都终止（销毁）后，才能销毁套接字。如果维持图中的状态，即使子进程销毁了与客户端连接的套接字文件描述符，也无法销毁套接字（服务器套接字同样如此）。因此调用 fork 函数后，要将无关紧要的套接字文件描述符关掉，如下图所示：
10.5 分割 TCP 的 I/O 程序
分割 I/O 的优点：
我们已经实现的回声客户端的数据回声方式如下：向服务器传输数据，并等待服务器端回复。无条件等待，直到接收完服务器端的回声数据后，才能传输下一批数据。
传输数据后要等待服务器端返回的数据，因为程序代码中重复调用了 read 和 write 函数。只能这么写的原因之一是，程序在 1 个进程中运行，现在可以创建多个进程，因此可以分割数据收发过程。默认分割过程如下图所示：
从图中可以看出，客户端的父进程负责接收数据，额外创建的子进程负责发送数据，分割后，不同进程分别负责输入输出，这样，无论客户端是否从服务器端接收完数据都可以进程传输。
分割 I/O 程序的另外一个好处是，可以提高频繁交换数据的程序性能，如下图所示：
下面是回声客户端的 I/O 分割的代码实现：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
void read_routine(int sock, char *buf);
void write_routine(int sock, char *buf);
int main(int argc, char *argv[])
{
int sock;
pid_t pid;
char buf[BUF_SIZE];
struct sockaddr_in serv_adr;
if (argc != 3)
{
printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
serv_adr.sin_family = AF_INET;
serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
error_handling("connect() error!");
pid = fork();
if (pid == 0)
write_routine(sock, buf);
else
read_routine(sock, buf);
close(sock);
return 0;
}
void read_routine(int sock, char *buf)
{
while (1)
{
int str_len = read(sock, buf, BUF_SIZE);
if (str_len == 0)
return;
buf[str_len] = 0;
printf("Message from server: %s", buf);
}
}
void write_routine(int sock, char *buf)
{
while (1)
{
fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
if (!strcmp(buf, "q\n") || !strcmp(buf, "Q\n"))
{
shutdown(sock, SHUT_WR); //向服务器端传递 EOF,因为fork函数复制了文件描述度，所以通过1次close调用不够
return;
}
write(sock, buf, strlen(buf));
}
}
void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}运行结果：
习题：
1、请说明进程变为僵尸进程的过程以及预防措施。
进程变为僵尸进程的过程：
-
创建子进程：当一个进程创建子进程后，子进程会拷贝父进程的资源和状态，包括代码、数据、打开的文件等。
-
子进程终止：子进程执行完任务后，会调用
exit()或者从main函数中返回一个值来终止。此时，子进程的终止状态和退出码会被保存在内核的进程表项中，等待父进程回收。 -
父进程未及时回收子进程：父进程可能因为各种原因，无法及时处理子进程的终止状态，比如父进程忙于其他任务、死锁、阻塞在某个操作上等。在这种情况下，子进程的进程表项仍然保留在系统进程表中，成为僵尸进程。尽管子进程已经终止，但内核仍然保存它的状态信息，以便父进程在合适的时候获取。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-605428.html
预防措施：通过 wait 和 waitpid 函数加上信号函数写代码来预防。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-605428.html
到了这里，关于《TCP IP网络编程》第十章的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
