实验一：linux平台上的TCP并发服务（4学时）
题目
掌握基本套接字函数使用方法、TCP协议工作原理、并发服务原理和编程方法。实验内容：在linux平台上实现1个TCP并发服务器，至少可以为10个客户端同时提供服务。
（1） 基于TCP套接字编写服务器端程序代码，然后编译和调试；
（2） 服务器程序要达到：可以绑定从终端输入的IP地址和端口；可以显示每一个进程的进程号；可以显示当前并发执行的进程数量；可以根据客户机要求的服务时间确定进程的生存时间。
（3） 基于TCP套接字编写客户端程序代码，然后编译和调试；
（4） 客户端程序要达到：可以从终端输入服务器的IP地址和端口；可以从终端输入对服务器的服务时间要求。
（5） 联调服务器和客户端，服务器每收到一个连接就新建一个子进程，在子进程中接收客户端的服务时间请求，根据所请求的时间进行延时，然后终止子进程。如：客户端请求服务10s，则服务器的子进程运行10s，然后结束。
（6） 服务器要清除因并发服务而产生的僵尸进程。
/*
server.c
author@cczxsong
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h> //pthread_t , pthread_attr_t and so on.
#include <netinet/in.h> //structure sockaddr_in
#include <sys/select.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h> //Func :close,write,read
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h> //messageQueue
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 128
#define PORT 3000
#define MAX_CONN_LIMIT 10 //MAX connection limit
#define BUFFER_LENGTH 1024
//static void message(void * new_fd);
int main(int argc,char **argv){
int sockfd,new_fd,nbytes,sin_size;
int port=PORT;
char buf[MAXDATASIZE]={'\0'};
struct sockaddr_in srvaddr,clientaddr;
int running = 0;
int msgid;
key_t unique_key;
const int id = 1000;
struct msgbuf {
int msgtype;
int msgtext; //0表示+1,1表示-1,其他出错
}sndmsg, rcvmsg;
//消息队列的创建
if((msgid = msgget(unique_key, IPC_CREAT | 0666)) == -1) {
fprintf(stderr, "msgget error!\n");
exit(1);
}
//创建网络端点
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd==-1){
printf("can;t create socket\n");
exit(1);
}
if(argc==2 && argc!=3){
int on=1;
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
printf("reuse addr\n");
}
if(argc==3)
port=atoi(argv[2]);
//填充地址
bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_port=htons(port);
srvaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
//地址可重用
if(inet_aton(argv[1],&srvaddr.sin_addr)==-1){
printf("addr convert error\n");
exit(1);
}
//绑定服务器地址和端口
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){
printf("bind error\n");
exit(1);
}
//监听端口
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){
printf("listen error\n");
exit(1);
}
printf("server is live,waiting for client\n");
for(;;){
//接受客户端连接
pthread_t thread_id;
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,&sin_size))==-1){
printf("accept error\n");
continue;
}
/*//多线程
if(pthread_create(&thread_id,NULL,(void *)(&message),(void *)(&new_fd)) == -1)
{
fprintf(stderr,"pthread_create error!\n");
break;
}
*/
//printf("current process num:%d\n",running);
char strx[] = "server time:"; //字符串前缀
char dest[MAXDATASIZE] = {""};
//char str[MAXDATASIZE];
int pid = fork();
//子进程
if(pid == 0){
sndmsg.msgtype = id;
sndmsg.msgtext = 0;
if(msgsnd(msgid, (struct msgbuf *)&sndmsg, MAXDATASIZE, 0) == -1) {
fprintf(stderr, "msgsnd error! \n");
exit(2);
}
close(sockfd);
printf("\nclient addr:%s PID:%d PPID:%d\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),getpid(),getppid());
//接收请求
//printf("5");
nbytes=read(new_fd,buf,MAXDATASIZE);
buf[nbytes]='\0';
printf("clientmesg:%s\n",buf);
//回送响应
send(new_fd,buf,strlen(buf),0);
//获取子进程的生存时间
int pos = strstr(buf, strx)-buf+strlen(strx);
strncpy(dest, buf+pos, MAXDATASIZE);
int tim = atoi(dest);
sndmsg.msgtext = tim;
int stau;
if(stau = msgsnd(msgid, (struct msgbuf *)&sndmsg, MAXDATASIZE, 0) == -1) {
fprintf(stderr, "msgsnd error! \n");
exit(2);
}
sleep(tim);
printf("\nclient addr:%s PID:%d closed\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr),getpid());
//关闭socket
close(new_fd);
exit(0);
}
else if (pid > 0){
sleep(3);
//running++;
//printf("current process num:%d\n",running);
if((msgrcv(msgid, (struct msgbuf *)&rcvmsg, MAXDATASIZE, id, IPC_NOWAIT)) == 0) {
fprintf(stderr, "msgrcv error!\n");
//break;
exit(4);
}
sleep(rcvmsg.msgtext);
//printf("rcvmsg.msgtext:%d\n",rcvmsg.msgtext);
if(rcvmsg.msgtext == 0)running++;
if(rcvmsg.msgtext != 0)running--;
//running--;
printf("current process num:%d\n",running);
}
}
msgctl(msgid, IPC_RMID, 0); // delete the message queue
return 0;
}
/*
//多线程版的通信函数
static void message(void * sock_fd){
int new_fd = *((int *)sock_fd);
int nbytes;
char buf[MAXDATASIZE];
//接收请求
nbytes=read(new_fd,buf,MAXDATASIZE);
buf[nbytes]='\0';
printf("client:%s\n",buf);
//回送响应
write(new_fd,buf,strlen(buf));
//关闭socket
close(new_fd);
pthread_exit(NULL);
}
*/
/*
client.c
author@cczxsong
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 128
#define PORT 3000
int addr_conv(char *address,struct in_addr *inaddr);
int main(int argc,char **argv){
int sockfd,nbytes,new_fd;
int port=PORT;
int surviveTime = 0;
char buf[MAXDATASIZE];
struct sockaddr_in srvaddr;
if(argc!=2 && argc!=3 && argc!=4){
printf("usage:./client hostname|ip. Or usage:./client hostname|ip port|survive time(s)\n");
exit(0);
}
if(argc==3)
port=atoi(argv[2]);
if(argc==4)
{
port=atoi(argv[2]);
surviveTime=atoi(argv[3]);
}
//1.创建网络端点
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd==-1){
printf("can;t create socket\n");
exit(1);
}
//指定服务器地址（本地socket地址采用默认值）
bzero(&srvaddr,sizeof(srvaddr));
srvaddr.sin_family=AF_INET;
srvaddr.sin_port=htons(port);
if(inet_aton("127.0.0.1",&srvaddr.sin_addr)==-1){
printf("addr convert error\n");
exit(1);
}
if(addr_conv(argv[1],&srvaddr.sin_addr)==-1){
perror(strerror(errno));
}
//2.连接服务器
if(new_fd = connect(sockfd,(struct sockaddr *)&srvaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){
printf("connect error\n");
exit(1);
}
//3.发送请求
sprintf(buf,"server time:%d",surviveTime);
send(sockfd,buf,strlen(buf),0);
//4.接收响应
if((nbytes=recv(sockfd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){
printf("read error\n");
exit(1);
}
buf[nbytes]='\0';
printf("srv respons:%s\n",buf);
sleep(surviveTime);
//关闭socket
close(sockfd);
return 0;
}
int addr_conv(char *address,struct in_addr *inaddr){
struct hostent *he;
if(inet_aton(address,inaddr)==1){
printf("call inet_aton sucess.\n");
return 0;
}
printf("call inet_aton fail.\n");
he=gethostbyname(address);
if(he!=NULL){
printf("call gethostbyname sucess.\n");
*inaddr=*((struct in_addr *)(he->h_addr_list[0]));
return 0;
}
return -1;
}
实现
linux平台上的TCP并发服务
代码片段
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