大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。这篇文章主要讲述linux网络编程之socket编程相关的知识，希望能为你提供帮助。
【linux网络编程之socket编程】经过一个国庆长假，又有一段时间没有写博文了，今天继续对linux网络编程进行学习，如今的北京又全面进入雾霾天气了，让我突然想到了一句名句：“真爱生活，珍惜生命”，好了，言归正传。

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回顾一下我们之间实现在TCP回射客户/服务器程序，首先回顾一下第一个版本：

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TCP客户端从stdin获取(fgets)一行数据，然后将这行数据发送(write)到TCP服务器端，这时TCP服务器调用read方法来接收然后再将数据回射(write)回来，客户端收到(read)这一行，然后再将其输出fputs标准输出stdout，但是这个程序并没有处理粘包问题，因为TCP是流协议，消息与消息之间是没有边界的，关于粘包问题，为了解决这个问题，于是第二个改进版程序诞生了：

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一行一行的发送数据，每一行都有一个\\n字符，所以我们在服务器端实现了按行读取的readline方法，另外发送也并不能保证一次调用write方法就将tcp应用层的所有缓冲区拷贝到了套接口缓冲区，所以我们封装了一个writen方法进行一个更可靠消息的发送，所以就很好的解决了粘包问题。
回顾一下程序：
echosrv.c:

#include < unistd.h>
#include < sys/types.h>
#include < sys/socket.h>
#include < netinet/in.h>
#include < arpa/inet.h>

#include < stdlib.h>
#include < stdio.h>
#include < errno.h>
#include < string.h>

#define ERR_EXIT(m) \\
do \\
\\
perror(m); \\
exit(EXIT_FAILURE); \\
while(0)

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)

size_t nleft = count;
ssize_t nread;
char *bufp = (char*)buf;

while (nleft > 0)

if ((nread = read(fd, bufp, nleft)) < 0)

if (errno == EINTR)
continue;
return -1;

else if (nread == 0)
return count - nleft;

bufp += nread;
nleft -= nread;


return count;


ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)

size_t nleft = count;
ssize_t nwritten;
char *bufp = (char*)buf;

while (nleft > 0)

if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)

if (errno == EINTR)
continue;
return -1;

else if (nwritten == 0)
continue;

bufp += nwritten;
nleft -= nwritten;


return count;


ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)

while (1)

int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK);
if (ret == -1 & & errno == EINTR)
continue;
return ret;



ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)

int ret;
int nread;
char *bufp = buf;
int nleft = maxline;
while (1)

ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);
if (ret < 0)
return ret;
else if (ret == 0)
return ret;

nread = ret;
int i;
for (i=0; i< nread; i++)

if (bufp[i] == \\n)

ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
if (ret != i+1)
exit(EXIT_FAILURE);

return ret;



if (nread > nleft)
exit(EXIT_FAILURE);

nleft -= nread;
ret = readn(sockfd, bufp, nread);
if (ret != nread)
exit(EXIT_FAILURE);

bufp += nread;


return -1;


void echo_srv(int conn)//由于这个函数的意义就是回显消息给客户端，所以改一个函数名

char recvbuf[1024];
while (1)

memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
int ret = readline(conn, recvbuf, 1024);
if (ret == -1)
ERR_EXIT("readline");
if (ret == 0)

printf("client close\\n");
break;


fputs(recvbuf, stdout);
writen(conn, recvbuf, strlen(recvbuf));



int main(void)

int listenfd;
if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
/*if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)*/
ERR_EXIT("socket");

struct sockaddr_in servaddr;
memset(& servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(5188);
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
/*servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); */
/*inet_aton("127.0.0.1", & servaddr.sin_addr); */

int on = 1;
if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, & on, sizeof(on)) < 0)
ERR_EXIT("setsockopt");

if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)& servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
ERR_EXIT("bind");
if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)
ERR_EXIT("listen");

struct sockaddr_in peeraddr;
socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);
int conn;

pid_t pid;
while (1)

if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)& peeraddr, & peerlen)) < 0)
ERR_EXIT("accept");

printf("ip=%s port=%d\\n", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));

pid = fork();
if (pid == -1)
ERR_EXIT("fork");
if (pid == 0)

close(listenfd);
echo_srv(conn);
exit(EXIT_SUCCESS);

else
close(conn);


return 0;

echocli.c:

#include < unistd.h>
#include < sys/types.h>
#include < sys/socket.h>
#include < netinet/in.h>
#include < arpa/inet.h>

#include < stdlib.h>
#include < stdio.h>
#include < errno.h>
#include < string.h>

#define ERR_EXIT(m) \\
do \\
\\
perror(m); \\
exit(EXIT_FAILURE); \\
while(0)

ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count)

size_t nleft = count;
ssize_t nread;
char *bufp = (char*)buf;

while (nleft > 0)

if ((nread = read(fd, bufp, nleft)) < 0)

if (errno == EINTR)
continue;
return -1;

else if (nread == 0)
return count - nleft;

bufp += nread;
nleft -= nread;


return count;


ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)

size_t nleft = count;
ssize_t nwritten;
char *bufp = (char*)buf;

while (nleft > 0)

if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) < 0)

if (errno == EINTR)
continue;
return -1;

else if (nwritten == 0)
continue;

bufp += nwritten;
nleft -= nwritten;


return count;


ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)

while (1)

int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK);
if (ret == -1 & & errno == EINTR)
continue;
return ret;




ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)

int ret;
int nread;
char *bufp = buf;
int nleft = maxline;
while (1)

ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);
if (ret < 0)
return ret;
else if (ret == 0)
return ret;

nread = ret;
int i;
for (i=0; i< nread; i++)

if (bufp[i] == \\n)

ret = readn(sockfd, bufp, i+1);
if (ret != i+1)
exit(EXIT_FAILURE);

return ret;



if (nread > nleft)
exit(EXIT_FAILURE);

nleft -= nread;
ret = readn(sockfd, bufp, nread);
if (ret != nread)
exit(EXIT_FAILURE);

bufp += nread;


return -1;


void echo_cli(int sock)//将之前这一段代码封装成一个函数，回显客户端，让其代码更加整洁。

char sendbuf[1024] = 0;
char recvbuf[1024] = 0;
while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)

writen(sock, sendbuf, strlen(sendbuf));

int ret = readline(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf));
if (ret == -1)
ERR_EXIT("readline");
else if (ret == 0)

printf("client close\\n");
break;


fputs(recvbuf, stdout);
memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));


close(sock);


int main(void)

int sock;
if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
ERR_EXIT("socket");

struct sockaddr_in servaddr;
memset(& servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(5188);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

if (connect(sock, (struct sockaddr*)& servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
ERR_EXIT("connect");

struct sockaddr_in localaddr;
socklen_t addrlen = sizeof(localaddr);
if (getsockname(sock, (struct sockaddr*)& localaddr, & addrlen) < 0)
ERR_EXIT("getsockname");

printf("ip=%s port=%d\\n", inet_ntoa(localaddr.sin_addr), ntohs(localaddr.sin_port));


echo_cli(sock);

return 0;

运行效果如下：

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对于上面运行程序，当客户端退出之后，服务端会产生僵进程：

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【说明】:关于什么是僵尸进程
对于僵进程的避勉，有如下方法，之前都有介绍过：

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忽略SIGCHLD信号，所以，可以在服务端加入：

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编译运行，看是否解决了僵进程的问题：

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第二种方式，则可以捕捉SIGCHLD信号来进行忽略，具体代码如下：

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此时再编译运行：

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但是，对于上面两种解决方式还是会存在一些问题，如果有很多个子进程同时退出，wait函数并不能等待所有子进程的退出，因为wait仅仅只等待第一个子进程退出就返回了，这时就需要用到waitpid了，在这之前，需要模拟一下由五个客户端并发连接至服务器，并同时退出的情况，用简单示例图来描述如下：

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客户端创建五个套接字来连接服务器，一旦连接了服务器就会创建一个子进程出来为客户端进行处理，从图中可以看，服务端创建了5个子进程出来。
对于服务端程序是不需要进行修改的，只需修改客户端创建五个套接字既可，修改客户端程序如下：

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这时，编译运行：

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关于这个比较容易理解，是由于wait函数只等待一个子进程退出就返回了，所以有四个进程处于僵尸的状态。
再运行一次：

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那如果再运行一次呢?

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从以上结果来看，僵尸进程的数目不一定。
由于wait函数只能返回一个子进程，这时候我们应该用什么方法解决呢？可以用waitpid函数来解决，具体程序修改如下：

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再来运行看是否还存在僵尸进程呢？

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这种情况有一点不太好解释，但是还会遇到这种情况：

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对于这种情况，就可以用理论来解释了，原因是由于有五个子进程都要退出，这就意味着有五个信号要发送给父进程，
在关闭连接时，会向服务器父进程发送SIGCHLD信号，具体如下图：

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此时父进程处于一个handle_sigchld()的过程，而在这个处理过程中，如果其它信号到了，其它信号会丢失，之前也提到过，这些信号是不可靠信号，不可靠信号只会排队一个，如果只排队一个的话，那么最终能够处理两个子进程，所以，最后存在三个僵尸进程。
那为什么有时会有2个僵进程，有时又会有四个呢，这里来解释一下：
原因可能跟FIN(客户端在终止时，会向服务器发送FIN)到达的时机有关，服务器收到FIN的时候，返回等于0就退出了子进程，这时就会向服务器发送SIGCHLD信号，如果这些信号都是同时到达的话，那么就有可能只处理一个，这时就会出现了4个僵尸进程；如果不是同时到达，handle_sigchld()函数就会执行多次，如果被执行了两次，捕捉到了两个信号的话，那就此时就会出现3个僵进程，以此类推，但不管结果怎样，都是属于需要解决的情况。
那怎么解决此问题呢，可以用一个循环来做：

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这时再编译运行：

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好了，今天就学到这，下节见~~

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