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学习C++项目—— 搭建多进程网络服务框架，增加业务和日志，心跳机制

2023-10-31

学习计算机网络编程

一、思路和学习方法

  本文学习于：C语言技术网（www.freecplus.net），在 b 站学习于 C 语言技术网，并加以自己的一些理解和复现，如有侵权会删除。
  接下来对网络编程继续深入学习。

二、网络编程继续深入

2.1 搭建多进程网络服务框架

  前置学习需要理解 linux 网络编程基础，linux 多线程，多进程的相关知识和使用。然后搭建一个多进程网络服务的框架。建立一个多进程的 socket 服务端，然后多个客户端都能和服务端进行通信。涉及到的是信号，多进程的相关知识。其实现原理是，服务端当接受到一个服务端的连接时，建立一个进程，对服务端进行服务，那么这个服务端就可以响应多个客户端。
  这里程序的框架主要是在之前的封装以后的服务端和客户端 CTcpServer.cpp 和 CTcpClient.cpp 中改写，注意在服务端加入这两句，就能够对多个客户端进行响应。CTcpServer.cpp 代码如下，

/*
 * 程序名：book248.cpp，此程序用于演示用C++的方法封装socket服务端
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
 
class CTcpServer
{
public:
  int m_listenfd;   // 服务端用于监听的socket
  int m_clientfd;   // 客户端连上来的socket
 
  CTcpServer();
 
  bool InitServer(int port);  // 初始化服务端
 
  bool Accept();  // 等待客户端的连接
 
  // 向对端发送报文
  int  Send(const void *buf,const int buflen);
  // 接收对端的报文
  int  Recv(void *buf,const int buflen);
 
 ~CTcpServer();
};
 
int main()
{
  signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 屏蔽子进程退出的信号，避免产生僵尸进程
  
  CTcpServer TcpServer;
 
  if (TcpServer.InitServer(5005)==false)
  { printf("TcpServer.InitServer(5051) failed,exit...\n"); return -1; }
 
  while(true){
  if (TcpServer.Accept() == false) { printf("TcpServer.Accept() failed,exit...\n"); return -1; }
 
  if(fork() > 0){close(TcpServer.m_clientfd); continue;} // 父进程返回到循环首部
 
  close(TcpServer.m_listenfd);
  
  // 以下是子进程，负责与客户端通信
  printf("客户端已连接。\n");
 
  char strbuffer[1024];
 
  while (1)
  {
    memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
    if (TcpServer.Recv(strbuffer,sizeof(strbuffer))<=0) break;
    printf("接收：%s\n",strbuffer);
 
    strcpy(strbuffer,"ok");
    if (TcpServer.Send(strbuffer,strlen(strbuffer))<=0) break;
    printf("发送：%s\n",strbuffer);
  }
 
  printf("客户端已断开连接。\n");

  exit(0); // 子进程结束退出
  }
}
 
CTcpServer::CTcpServer()
{
  // 构造函数初始化socket
  m_listenfd=m_clientfd=0;
}
 
CTcpServer::~CTcpServer()
{
  if (m_listenfd!=0) close(m_listenfd);  // 析构函数关闭socket
  if (m_clientfd!=0) close(m_clientfd);  // 析构函数关闭socket
}
 
// 初始化服务端的socket，port为通信端口
bool CTcpServer::InitServer(int port)
{
  m_listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  // 创建服务端的socket
 
  // 把服务端用于通信的地址和端口绑定到socket上
  struct sockaddr_in servaddr;    // 服务端地址信息的数据结构
  memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;  // 协议族，在socket编程中只能是AF_INET
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 本主机的任意ip地址
  servaddr.sin_port = htons(port);  // 绑定通信端口
  if (bind(m_listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0 )
  { close(m_listenfd); m_listenfd=0; return false; }
 
  // 把socket设置为监听模式
  if (listen(m_listenfd,5) != 0 ) { close(m_listenfd); m_listenfd=0; return false; }
 
  return true;
}
 
bool CTcpServer::Accept()
{
  if ( (m_clientfd=accept(m_listenfd,0,0)) <= 0) return false;
 
  return true;
}
 
int CTcpServer::Send(const void *buf,const int buflen)
{
  return send(m_clientfd,buf,buflen,0);
}
 
int CTcpServer::Recv(void *buf,const int buflen)
{
  return recv(m_clientfd,buf,buflen,0);
}

  需要注意的是添加的 while(true) 和 if(fork() < 0) continue; 还有 exit(0) 函数，exit() 在 #include <stdlib.h> 头文件中。如果没有上述语句，在客户端和服务端对接一次后，就结束了，其结果如下
在这里插入图片描述
  加上述语句，服务端用多进程方式对服务端进行服务，结果如下，
在这里插入图片描述
  这样就完成了最最基础的框架。但是还需要改进。程序中加如以下程序signal(SIGCHLD, SIG_IGN); ，注意加入头文件 #include <signal.h> 是屏蔽子进程退出的信号，避免产生僵尸进程，其中，可以用

ps -ef | grep CTcpServer

查看僵尸进程，其中为 [CTcpServer] <defunct> 为僵尸进程。
僵尸进程就是子进程运行完，父进程没有回收资源，就叫僵尸进程，如果父进程结束，那子进程
也自然结束。

  还要关掉多余的 socket ，对于父进程来说，不用和客户端连接，要关掉 m_connfd 的 socket ；对于子进程来说，不用监听 socket ，要关掉 m_listened 的 socket ，因此加入程序，

if(fork() > 0){close(TcpServer.m_clientfd); continue;} // 父进程返回到循环首部

close(TcpServer.m_listenfd);
2.2 多进程服务程序的退出和资源释放

  freecplus 框架具体使用，参考 up 主博客来学习，网址如下：
http://www.freecplus.net/9ebb8276265b404488a3415be224ed85.html
  用 Ctrl+C 关闭进程，是不合适，因此采用其他方法来完成。这里为了方便使用，把作者写的 freecplus 框架放入程序中，里面封装了通信的一般方法，直接调用就行，对于 TCP 通信方面可以查看前面的 TCP 封装类，和那里的是一样的。还有如何使用 freecplus 框架，可以看作者的网站，写的很清楚，我就不赘叙了。使用多进程服务程序的退出和资源释放，其中程序如下。
  下面是使用 freecplus 框架写的关于多进程服务的退出和资源释放，是服务端程序 ExitAndFreeServer.cpp，

/*
 * 程序功能：服务端程序，多进程程序的退出和资源释放
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CTcpServer TcpServer;  // 创建服务端对象

// 程序退出时调用的函数
void FathEXIT(int sig);  // 父进程退出函数
void ChldEXIT(int sig);  // 子进程退出函数

int main(int argc, char *argv[]){
     // 关闭全部的信号，也把僵尸进程关闭
    for(int ii = 0; ii <= 64; ii++) signal(ii, SIG_IGN);

     // 设置信号，在 shell 状态下可用 “kill + 进程号”正常终止些进程 Ctrl + c
     // 但请不要用 “kill -9 + 进程号”
    signal(SIGINT, FathEXIT); signal(SIGTERM, FathEXIT);

     // 初始化 TcpServer 的通信端口
    if(TcpServer.InitServer(5005) == false){
	 printf("TcpServer.InitServer(5005) failed. \n"); FathEXIT(-1);
     }

    while(true){
       if(TcpServer.Accept() == false){  // 等待客户端连接
	     printf("TcpServer.Accept() failed. \n"); continue;
         }
	 // 父进程返回到循环首部
	 if(fork() > 0){TcpServer.CloseClient(); continue; }

	 // 子进程重新设置退出信号
       signal(SIGINT, ChldEXIT); signal(SIGTERM, ChldEXIT);

       TcpServer.CloseListen();
     
         // 以下是子进程，负责与客户端通信
       printf("客户端（%s）已连接。 \n", TcpServer.GetIP());

       char strbuffer[1024];  // 存放数据的缓冲区

       while(true){
         memset(strbuffer, 0, sizeof(strbuffer));
           // 接收客户端发过来的请求报文
         if(TcpServer.Read(strbuffer, 10) == false) break;
         printf("接收：%s \n", strbuffer);

     	   strcat(strbuffer, "ok"); // 在客户端的报文后加上“ok”
	   printf("发送：%s \n", strbuffer);
	   if(TcpServer.Write(strbuffer) == false)break; // 向客户端回应报文
         }
       printf("客户端已断开。 \n");  // 程序直接退出，析构函数会释放资源
       ChldEXIT(-1); // 通信完成后，子进程退出。
     }
}

void FathEXIT(int sig){  // 父进程退出函数
    if(sig > 0){
         // 免除不再受到其他信号的打扰
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
       printf("catching the signal(%d). \n", sig);
     }

    kill(0, 15);  // 通知其它的子进程退出。
    printf("父进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

void ChldEXIT(int sig){ // 子进程退出函数
    if(sig > 0){
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
     }

    printf("子进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

  下面是使用 freecplus 框架写的关于多进程客户端程序，程序文件名是 freecplusClient.cpp ，其中程序如下，

/*
 * 程序名：book247.cpp，此程序用于演示用C++的方法封装socket客户端
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CTcpClient TcpClient;

int main(int argc, char *argv[]){
  // 向服务器发起连接请求
  if (TcpClient.ConnectToServer("127.0.0.1",5005) == false)
  { printf("TcpClient.ConnectToServer(\"127.0.0.1\",5005) failed,exit...\n"); return -1; }

  // fork(); // 子进程
  char strbuffer[1024];
 
  for (int ii=0;ii<5;ii++)
  {
    memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
    snprintf(strbuffer,50,"%d: 这是第%d个超级女生，编号%03d。",getpid(),ii+1,ii+1);
    printf("发送：%s\n",strbuffer);
    if (TcpClient.Write(strbuffer) == false) break; // 向服务端发送请求报文
   
    memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
    if (TcpClient.Read(strbuffer,20) == false) break; // 接收服务端的回应报文
    printf("接收：%s\n",strbuffer);

    sleep(1);
  }
}

  其中 makefile 文件如下

all:ExitAndFreeServer freecplusClient

ExitAndFreeServer:ExitAndFreeServer.cpp
	g++ -g -o ExitAndFreeServer ExitAndFreeServer.cpp _freecplus.cpp

freecplusClient:freecplusClient.cpp
	g++ -g -o freecplusClient freecplusClient.cpp _freecplus.cpp

  记住，使用查看进程的 linux 指令为，

ps -ef | grep ExitAndFree(文件名)

  然后让他们进行通信，两个客户端与服务端通信，然后观察运行效果，
在这里插入图片描述
  当使用 ps 查看进程号，然后用 kill 杀死进程时候，服务端程序显示如下，
在这里插入图片描述
  当使用 ctrl + c 结束进程时，显示如下，
在这里插入图片描述
  可以看出，是成功完成上述要求功能的。

2.3 多进程服务程序的日志

  日志模块对于一个程序而言是必不可少的，对于服务端程序更重要。因为几乎所有服务端程序都是作为守护进程而运行的，依靠日志记录关键信息就很重要了，当然日志的作用远不止记录信息，它还可以用于恢复。本文中，依旧使用作者的 freecplus 开发框架，注意 CLogFile logfile 已经封装在 _freecplus.h 里面，具体的可以查看源代码，其中服务端程序为，

/*
 * 程序功能：
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CLogFile logfile;
CTcpServer TcpServer;  // 创建服务端对象

// 程序退出时调用的函数
void FathEXIT(int sig);  // 父进程退出函数
void ChldEXIT(int sig);  // 子进程退出函数

int main(int argc, char *argv[]){
    if(argc != 3){
      printf("Using:./ExitAndFreeServer port logfile\nExample:./ExitAndFreeServer 5005 /tmp/ExitAndFreeServer.log\n\n"); return -1;
     }

     // 关闭全部的信号，也把僵尸进程关闭
    for(int ii = 0; ii <= 64; ii++) signal(ii, SIG_IGN);

     // 打开日志文件
    if(logfile.Open(argv[2], "a+") == false){
      printf("logfile.OPen(%s) failed.\n", argv[2]); return -1;
     }

     // 设置信号，在 shell 状态下可用 “kill + 进程号”正常终止些进程 Ctrl + c
     // 但请不要用 “kill -9 + 进程号”
    signal(SIGINT, FathEXIT); signal(SIGTERM, FathEXIT);

     // 初始化 TcpServer 的通信端口
    if(TcpServer.InitServer(5005) == false){
	 logfile.Write("TcpServer.InitServer(5005) failed. \n"); FathEXIT(-1);
     }

    while(true){
       if(TcpServer.Accept() == false){  // 等待客户端连接
	     logfile.Write("TcpServer.Accept() failed. \n"); continue;
         }
	 // 父进程返回到循环首部
	 if(fork() > 0){TcpServer.CloseClient(); continue; }

	 // 子进程重新设置退出信号
       signal(SIGINT, ChldEXIT); signal(SIGTERM, ChldEXIT);

       TcpServer.CloseListen();
     
         // 以下是子进程，负责与客户端通信
       printf("客户端（%s）已连接。 \n", TcpServer.GetIP());

       char strbuffer[1024];  // 存放数据的缓冲区

       while(true){
         memset(strbuffer, 0, sizeof(strbuffer));
           // 接收客户端发过来的请求报文
         if(TcpServer.Read(strbuffer, 10) == false) break;
         printf("接收：%s \n", strbuffer);

     	   strcat(strbuffer, "ok"); // 在客户端的报文后加上“ok”
	   printf("发送：%s \n", strbuffer);
	   if(TcpServer.Write(strbuffer) == false)break; // 向客户端回应报文
         }
       printf("客户端已断开。 \n");  // 程序直接退出，析构函数会释放资源
       ChldEXIT(-1); // 通信完成后，子进程退出。
     }
}

void FathEXIT(int sig){  // 父进程退出函数
    if(sig > 0){
         // 免除不再受到其他信号的打扰
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
       logfile.Write("catching the signal(%d). \n", sig);
     }

    kill(0, 15);  // 通知其它的子进程退出。
    logfile.Write("父进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

void ChldEXIT(int sig){ // 子进程退出函数
    if(sig > 0){
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
     }

    logfile.Write("子进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

  注意，跟踪日志的 linux 语句为，

tail -f /tmp/ExitAndFreeServer.log

  运行结果如下，
在这里插入图片描述

2.4 增加业务逻辑

  增加业务逻辑能够给客户端身份验证。业务报文的格式自定义，客户端与服务端协商好就可以，使用 xml ，增加可读性、可扩展性、容错性。举个例子，

客户端请求报文示例：
<bizcode>1</bizcode><username>wucz</username><password>p@ssw0rd</password>
服务端回应报文示例：
<retcode>0</retcode><message>成功。</message>
<retcode>-1</retcode><message>用户名或密码不正确。</message>

  下面例子要建立一个服务端设置密码，客户端要输入密码的方式，用XML来实现。其中客户端程序如下，

/*
 * 程序功能：
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CLogFile logfile;
CTcpServer TcpServer;  // 创建服务端对象

// 程序退出时调用的函数
void FathEXIT(int sig);  // 父进程退出函数
void ChldEXIT(int sig);  // 子进程退出函数

//  处理业务的主函数
bool _main(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);
//  身份验证业务处理函数
bool biz001(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);

int main(int argc, char *argv[]){
    if(argc != 3){
      printf("Using:./ExitAndFreeServer port logfile\nExample:./ExitAndFreeServer 5005 /tmp/ExitAndFreeServer.log\n"); return -1;
     }

     // 关闭全部的信号，也把僵尸进程关闭
    for(int ii = 0; ii < 100; ii++) signal(ii, SIG_IGN);

     // 打开日志文件
    if(logfile.Open(argv[2], "a+") == false){
       printf("logfile.Open(%s) failed.\n", argv[2]); return -1;
     }

     // 设置信号，在 shell 状态下可用 “kill + 进程号”正常终止些进程 Ctrl + c
     // 但请不要用 “kill -9 + 进程号”
    signal(SIGINT, FathEXIT); signal(SIGTERM, FathEXIT);

     // 初始化 TcpServer 的通信端口
    if(TcpServer.InitServer(5005) == false){
	 logfile.Write("TcpServer.InitServer(5005) failed. \n"); FathEXIT(-1);
     }

    while(true){
       if(TcpServer.Accept() == false){  // 等待客户端连接
	   logfile.Write("TcpServer.Accept() failed. \n"); continue;
         }
	 // 父进程返回到循环首部
	 if(fork() > 0){TcpServer.CloseClient(); continue; }

	 // 子进程重新设置退出信号
       signal(SIGINT, ChldEXIT); signal(SIGTERM, ChldEXIT);

       TcpServer.CloseListen();
     
         // 以下是子进程，负责与客户端通信
       logfile.Write("客户端（%s）已连接。 \n", TcpServer.GetIP());

       char strrecvbuffer[1024], strsendbuffer[1024];  //  存放数据的缓冲区

       while(true){
         memset(strrecvbuffer, 0, sizeof(strrecvbuffer));
         memset(strsendbuffer, 0, sizeof(strsendbuffer));

            // 接收客户端发过来的请求报文
         if(TcpServer.Read(strrecvbuffer, 80) == false) break;
         logfile.Write("接收：%s \n", strrecvbuffer);

            // 处理业务的主函数
         if(_main(strrecvbuffer, strsendbuffer) == false) ChldEXIT(-1);

	   logfile.Write("发送：%s \n", strsendbuffer);
	   if(TcpServer.Write(strsendbuffer) == false) break; // 向客户端回应报文
         }
       logfile.Write("客户端已断开。 \n");  // 程序直接退出，析构函数会释放资源
       ChldEXIT(-1); // 通信完成后，子进程退出。
     }
}

void FathEXIT(int sig){  // 父进程退出函数
    if(sig > 0){
         // 免除不再受到其他信号的打扰
       signal(sig, SIG_IGN); signal(SIGINT, SIG_IGN); signal(SIGTERM, SIG_IGN);
       logfile.Write("catching the signal(%d). \n", sig);
     }

    kill(0, 15);  // 通知其它的子进程退出。
    logfile.Write("父进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

void ChldEXIT(int sig){ // 子进程退出函数
    if(sig > 0){
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
     }

    logfile.Write("子进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

bool _main(const char * strrecvbuffer, char * strsendbuffer){ // 处理业务的主函数
   int ibizcode = -1;

   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "bizcode", &ibizcode);

   switch(ibizcode){
     case 1: // 身份验证业务处理函数
       biz001(strrecvbuffer, strsendbuffer); break;
       /*
     case 2: // 余额查询
       biz002(strrecvbuffer, strsendbuffer); break;
      */ 
     default:
       logfile.Write("非法报文：%s\n", strrecvbuffer); return false;
    }
   return true;
}

//  身份验证业务处理函数
bool biz001(const char * strrecvbuffer, char * strsendbuffer){
   char username[51], password[51];
   memset(username, 0, sizeof(username));
   memset(password, 0, sizeof(password));

   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "username", username, 50);
   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "password", password, 50);

   if( (strcmp(username, "wucz") == 0) && (strcmp(password, "p@ssw0rd") == 0) )
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>0</retcode><message>成功。</message>");
   else
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>-1</retcode><message>用户名或密码不正确。</message>");

   return true;
}

  服务端运行如下，

/*
 * 程序功能：
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CTcpClient TcpClient;  // 创建服务端对象

bool biz001();  // 身份验证

int main(int argc, char *argv[]){
  if(TcpClient.ConnectToServer("127.0.0.1", 5005) == false){ // 向服务端发起连接请求
     printf("TcpClient.ConnectToServer(\"127.0.0.1\", 5005) failed.\n"); return -1;
   }

   // 身份验证
  if(biz001() == false){
     printf("biz001() failed.\n"); return -1; 
  }
/*
  sleep(10); 
  biz002();  // 余额查询

  sleep(5);
  biz002();  // 余额查询

  for(int ii = 0; ii < 3; ii++){
     if(biz000() == false) break;
     sleep(31);
   }*/
  //  程序直接退出，析构函数会释放资源
}

bool biz001(){  
  char strbuffer[1024]; // 存放数据的缓存区

  memset(strbuffer, 0, sizeof(strbuffer));
  snprintf(strbuffer, 1000, "<bizcode>1</bizcode><username>wucz</username><password>p@ssw0rd</password>");
  printf("发送：%s\n",strbuffer);
  if (TcpClient.Write(strbuffer) == false) return false; // 向服务端发送请求报文

  memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
  if (TcpClient.Read(strbuffer,20) == false) return false; // 接收服务端的回应报文
  printf("接收：%s\n", strbuffer);

  int iretcode = -1;
  GetXMLBuffer(strbuffer, "retcode", &iretcode);

  if(iretcode == 0){printf("身份验证成功。\n"); return true;}
  printf("身份验证失败。\n");

  return false;
}

  运行结果如下，可以看到已经建立好了连接，
在这里插入图片描述
  运行结果如下，可以看到已经建立好了连接。那样，框架就已经搭建好，然后在里面写业务就可以了，在 _main 中来实现，之用增加希望的业务就可以。

2.5 TCP 短连接和长连接

  client 与 server 建立连接进行通信，通信完成后释放连接，建立连接时需要 3 次握手，释放需要 4 次挥手，连接的建立和释放都需要时间， server 还有创建新进程或线程的开销。
  短连接：client/server 间只需要进行一次或连续多次通信，通信完成后马上断开了。管理起来比较简单，不需要额外的控制手段。
  长连接：client/server 间需要多次通信，通信的频率和次数不确定，所以 client 和 server 需要保持这个连接，常用的方法就是采用心跳机制。根据不同的应用场景采取不同的策略，选择合适的方法。

2.6 长连接的心跳机制

  采用 client 与 server 采用长连接，在连接空闲时，client 没若干秒向 server 发送一个心跳报文，server 也回复一个心跳保温，确认连接继续生效中。
  如果 server 在约定的时间内没有收到 client 的任何报文，则认为客户端已掉线，就主动断开连接，释放资源。心跳报文在 60 s 之内，不要超过 120 s；
  客户端程序如下，

/*
 * 程序功能：
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CLogFile logfile;
CTcpServer TcpServer;  // 创建服务端对象

// 程序退出时调用的函数
void FathEXIT(int sig);  // 父进程退出函数
void ChldEXIT(int sig);  // 子进程退出函数

//  处理业务的主函数
bool _main(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);
//  心跳报文
bool biz000(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);
//  身份验证业务处理函数
bool biz001(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);
//  查询余业务处理函数
bool biz002(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer);

int main(int argc, char *argv[]){
    if(argc != 3){
      printf("Using:./ExitAndFreeServer port logfile\nExample:./ExitAndFreeServer 5005 /tmp/ExitAndFreeServer.log\n\n"); return -1;
     }

     // 关闭全部的信号，也把僵尸进程关闭
    for(int ii = 0; ii <= 64; ii++) signal(ii, SIG_IGN);

     // 打开日志文件
    if(logfile.Open(argv[2], "a+") == false){
      printf("logfile.OPen(%s) failed.\n", argv[2]); return -1;
     }

     // 设置信号，在 shell 状态下可用 “kill + 进程号”正常终止些进程 Ctrl + c
     // 但请不要用 “kill -9 + 进程号”
    signal(SIGINT, FathEXIT); signal(SIGTERM, FathEXIT);

     // 初始化 TcpServer 的通信端口
    if(TcpServer.InitServer(5005) == false){
	 logfile.Write("TcpServer.InitServer(5005) failed. \n"); FathEXIT(-1);
     }

    while(true){
       if(TcpServer.Accept() == false){  // 等待客户端连接
	     logfile.Write("TcpServer.Accept() failed. \n"); continue;
         }
	 // 父进程返回到循环首部
	 if(fork() > 0){TcpServer.CloseClient(); continue; }

	 // 子进程重新设置退出信号
       signal(SIGINT, ChldEXIT); signal(SIGTERM, ChldEXIT);

       TcpServer.CloseListen();
     
         // 以下是子进程，负责与客户端通信
       logfile.Write("客户端（%s）已连接。 \n", TcpServer.GetIP());

       char strrecvbuffer[1024], strsendbuffer[1024];  //  存放数据的缓冲区

       while(true){
         memset(strrecvbuffer, 0, sizeof(strrecvbuffer));
         memset(strsendbuffer, 0, sizeof(strsendbuffer));

            // 接收客户端发过来的请求报文
         if(TcpServer.Read(strrecvbuffer, 30) == false) break;
         logfile.Write("接收：%s \n", strrecvbuffer);

            // 处理业务的主函数
         if(_main(strrecvbuffer, strsendbuffer) == false) ChldEXIT(-1);

	   logfile.Write("发送：%s \n", strsendbuffer);
	   if(TcpServer.Write(strsendbuffer) == false)break; // 向客户端回应报文
         }
       logfile.Write("客户端已断开。 \n");  // 程序直接退出，析构函数会释放资源
       ChldEXIT(-1); // 通信完成后，子进程退出。
     }
}

void FathEXIT(int sig){  // 父进程退出函数
    if(sig > 0){
         // 免除不再受到其他信号的打扰
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
       logfile.Write("catching the signal(%d). \n", sig);
     }

    kill(0, 15);  // 通知其它的子进程退出。
    logfile.Write("父进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

void ChldEXIT(int sig){ // 子进程退出函数
    if(sig > 0){
       signal(sig, SIG_IGN);signal(SIGINT, SIG_IGN);signal(SIGTERM, SIG_IGN);
     }

    logfile.Write("子进程退出。 \n");

    // 编写善后代码（释放资源、提交或回滚事务）
   TcpServer.CloseClient();

   exit(0);
}

bool _main(const char * strrecvbuffer, char * strsendbuffer){ // 处理业务的主函数
   int ibizcode = -1;

   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "bizcode", &ibizcode);

   switch(ibizcode){
     case 0: // 心跳
       biz000(strrecvbuffer, strsendbuffer); break;
     case 1: // 身份验证
       biz001(strrecvbuffer, strsendbuffer); break;
     case 2: // 余额查询
       biz002(strrecvbuffer, strsendbuffer); break;

     default:
       logfile.Write("非法报文：%s\n", strrecvbuffer); return false;
    }
   return true;
}

//  身份验证业务处理函数
bool biz001(const char * strrecvbuffer, char * strsendbuffer){
   char username[51], password[51];
   memset(username, 0, sizeof(username));
   memset(password, 0, sizeof(password));

   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "username", username, 50);
   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "password", password, 50);

   if( (strcmp(username, "wucz") == 0) && (strcmp(password, "p@ssw0rd") == 0) )
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>0</retcode><message>成功。</message>");
   else
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>-1</retcode><message>用户名或密码不正确。</message>");

   return true;
}

bool biz002(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer){
   char cardid[51];
   memset(cardid, 0, sizeof(cardid));

   GetXMLBuffer(strrecvbuffer, "cardid", cardid, 50);

   if(strcmp(cardid, "62620000000001") == 0)
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>0</retcode><message>成功。</message><ye>100.50</ye>");
   else
     sprintf(strsendbuffer, "<retcode>-1</retcode><message>卡号不存在。</message>");

   return true;
}

bool biz000(const char *strrecvbuffer, char *strsendbuffer){
   sprintf(strsendbuffer, "<retcode>0</retcode><message>成功。</message>");

   return true;
}

  客户端程序如下，

/*
 * 程序功能：
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "_freecplus.h"

CTcpClient TcpClient;  // 创建服务端对象

bool biz000();  // 发送心跳报文
bool biz001();  // 身份验证
bool biz002();  // 余额查询

int main(int argc, char *argv[]){
  if(argc != 3){
     printf("Using:./client ip port\n Example:./client 127.0.0.1 5005\n\n"); return -1;
   }

  if(TcpClient.ConnectToServer(argv[1], atoi(argv[2])) == false){ //  向服务端发起连接请求
     printf("TcpClient.ConnectToServer(\"%s\", %s) failed.\n", argv[1], argv[2]); return -1;
   }

   // 身份验证
  if(biz001() == false){
     printf("biz001() failed.\n"); return -1; 
  }
  sleep(10); 
  biz002();  // 余额查询

  sleep(5);
  biz002();  // 余额查询

  for(int ii = 0; ii < 3; ii++){
     if(biz000() == false) break;
     sleep(31);
   }
  //  程序直接退出，析构函数会释放资源
}

bool biz001(){  // 
  char strbuffer[1024]; // 存放数据的缓存区

  memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
  snprintf(strbuffer, 1000, "<bizcode>1</bizcode><username>wucz</username><password>p@ssw0rd</password>");
  printf("发送：%s\n",strbuffer);
  if (TcpClient.Write(strbuffer) == false) return false; // 向服务端发送请求报文

  memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
  if (TcpClient.Read(strbuffer,20) == false) return false; // 接收服务端的回应报文
  printf("接收：%s\n",strbuffer);

  int iretcode = -1;
  GetXMLBuffer(strbuffer, "retcode", &iretcode);

  if(iretcode == 0){printf("身份验证成功。\n"); return true;}
  printf("身份验证失败。\n");

  return false;
}


bool biz002(){
  char strbuffer[1024];  // 存放数据的缓冲区
  snprintf(strbuffer, 1000, "<bizcode>2</bizcode><cardid>62620000000001</cardid>");
  printf("发送：%s\n", strbuffer);
  if(TcpClient.Write(strbuffer) == false) return false;  // 向服务端发送请求报文

  memset(strbuffer, 0, sizeof(strbuffer));
  if(TcpClient.Read(strbuffer, 20) == false) return false;  // 接收服务端的回应报文

  printf("接收：%s\n", strbuffer);

  int iretcode = -1;
  GetXMLBuffer(strbuffer, "retcode", &iretcode);

  if(iretcode == 0) {printf("查询余额成功。\n"); return true; }

  printf("查询余额成功。\n"); 

  return true;
}

bool biz000(){  // 发送心跳报文
  char strbuffer[1024]; // 存放数据的缓存区

  memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
  snprintf(strbuffer, 1000, "<bizcode>0</bizcode>");
  printf("发送：%s\n",strbuffer);
  if (TcpClient.Write(strbuffer) == false) return false; // 向服务端发送请求报文

  memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
  if (TcpClient.Read(strbuffer,20) == false) return false; // 接收服务端的回应报文
  printf("接收：%s\n",strbuffer);

  return true;
}

  运行结果如下，
在这里插入图片描述
  通过每隔一段时间同客户端和服务端进行一次通信，这样检测是否还在连接。在运行完成之后，客户端断开了连接。

三、总结

  最近事情比较多，真的比较忙，不过也还在认真的学习网络编程基本知识，现在感觉学习还是比较囫囵吞枣的，只是调试运行成功，然后理解每个语句功能，在 freecplus 框架里的内容还没有认真的理解，后面过程继续深入理解。

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