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锲子-- 预备知识优雅的关闭套接字连接:

基于TCP的半关闭

TCP中的断开连接过程比建立连接过程更重要,因为建立连接过程一般不会出现什么大的变数,但断开过程就有可能发生预想不到的情况,因此要准确的掌控。

  • 单方面断开连接带来的问题
    Linux的close函数和Windows的closesocket函数是完全断开连接。完全断开是指无法传输数据也不能接收数据。因此,一方这样直接断开连接就显得不太优雅了。如:主机A发送完最后的数据后,调用close函数单方断开了连接,那么最终,由主机B传输的,主机A必须接收的确认数据也销毁了(四次握手)。

    为了解决这类问题,我们一般采用半关闭的方法,这是指可以传输数据但无法接收,或可以接收数据但无法传输。就是只关闭流的一半。

  • 套接字和流(Stream)
    两台主机通过套接字建立连接后进入可交换数据的状态,我们把这种状态看作一种流。如流水一样,水朝一个方向流动,同样,在套接字的流中,数据也只能向一个方向移动。示例图如下:

    一旦两台主机建立了套接字连接,每个主机就会拥有单独的输入流和输出流。如图,其中一个主机的输入流与另一主机的输出流相连,而输出流则与另一主机的输入流相连。我们这章讲的优雅断开连接其实就是断开其中1个流,而非同时断开两个流。

  • 针对优雅断开的shutdown函数

int shutdown(int sock, int howto);
sock:需要断开的套接字文件描述符
howto:断开连接的方式,有三种:SHUT_RD:断开输入流,SHUT_WR:断开输出流,SHUT_RDWR:同时断开

LINUX下:

一.服务端代码

下面用了多个close来关闭文件描述符,可能有的小伙伴会有疑惑。。。。我就说一句,创建进程的时候会把父进程的资源都复制 一份,而你这个子进程只需要保留自己需要处理的资源,其他的自然要关闭掉,

不然父亲一个儿子一个 待会打起来怎么办  嘿嘿

注意了:就像进程间的通信需要属于操作系统的资源管道来进行,套接字也属于操作系统,所以创建新进程也还是只有原来的那个,复制的资源只不过是文件描述符而已,我们关闭的也是这个文件描述符

//基于多进程的并发服务器实现
//注:子进程会复制父进程拥有的所有资源
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h> #define BUF_SIZE 30 void error_handling(char *message);
void read_childproc(int sig); int main(int argc, char *argv[])
{
//定义TCP连接变量
int serv_sock;
int clnt_sock;
struct sockaddr_in serv_addr;
struct sockaddr_in clnt_addr;
socklen_t clnt_addr_size;
int str_len;
char buf[BUF_SIZE];
//定义信号处理变量
pid_t pid;
struct sigaction act;
int state; if(argc!=)
{
exit();
}
//配置信号处理函数
act.sa_handler=read_childproc;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags=;
sigaction(SIGCHLD, &act, ); //TCP套接字配置
serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, );
if(serv_sock == -)
error_handling("socket error!"); memset(&serv_addr, , sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET; //IPV4协议族
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //主机字节序(host)转换成网络字节序(net)(大端序)
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[])); //端口号
if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -)
error_handling("bind error"); if(listen(serv_sock, ) == -)
error_handling("listen error"); while()
{
clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);
clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*) &clnt_addr, &clnt_addr_size);
if(clnt_sock == -)
continue;
else
puts("new client connected..."); pid=fork(); //创建新进程
if(pid==-)
{
close(clnt_sock);
continue;
}
if(pid==) //子进程运行区域
{
close(serv_sock); //在子进程中要关闭服务器套接字文件描述符
while((str_len=read(clnt_sock, buf, BUF_SIZE))!=)
write(clnt_sock, buf, str_len); close(clnt_sock);//执行完关闭自己的文件描述符
puts("client disconnected...");
return ;
}
else //父进程运行区域
{
//调用fork函数后,要将无关的套接字文件描述符关闭掉
close(clnt_sock);
}
} close(serv_sock);
return ;
} void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit();
} //一旦有子进程结束就调用这个函数
void read_childproc(int sig)
{
int status;
pid_t id=waitpid(-, &status, WNOHANG);//等待子进程终止
if(WIFEXITED(status))
{
printf("remove proc id: %d \n", id);
printf("child send: %d \n", WEXITSTATUS(status));
}
}

二.客户端代码

这里说一下这里用多进程分割I/O(输入/输出),是为了代码的分割提高程序优化,在输入数据的时候不需要考虑输出,在一个地方不用写两个地方的代码,虽然代码可能变多了,但是程序确实优化了,老经验的程序员就能体会到了

然后为什么write_routine里还要调用shutdown给服务端传输EOF,MAIN函数最后不是有close可以向服务端发送吗???  这是因为我们创建了子进程,没有办法通过一次调用close传递EOF,不然会出大问题的!!  所以自己在子进程里手工调用shutdown发送EOF,告诉服务端:“嘿哥们,我差不多要凉凉了      下辈子有缘再见吧QAQ”  哈哈哈哈哈哈哈

//分割IO实现分割数据的收发过程
//父进程负责接收,子进程负责发送
#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;
struct sockaddr_in serv_addr;
int str_len;
char buf[BUF_SIZE]; if(argc!=)
{
exit();
} sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, );
if(sock == -)
error_handling("socket error!"); memset(&serv_addr, , sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[]);
serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[])); if(connect(sock, (struct sockaddr*) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -)
error_handling("connect error");
else
puts("Connected....."); pid=fork();
if(pid==) //子进程写
write_routine(sock, buf);
else //父进程读
read_routine(sock, buf); close(sock);
return ;
} void error_handling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit();
} //这里实现读入有关代码
void read_routine(int sock, char* buf)
{
while()
{
int str_len=read(sock, buf, BUF_SIZE);
if(str_len==)
return; //接受到EOF结束符时返回 buf[str_len]=;
printf("message from server: %s \n", buf);
}
} //这里负责实现输出有关代码
void write_routine(int sock, char* buf)
{
while()
{
fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
if(!strcmp(buf, "q\n") || !strcmp(buf, "Q\n"))
{
shutdown(sock, SHUT_WR);
return;
}
write(sock, buf, strlen(buf));
}
}

同时多进程服务端也是有缺点的,每创建一个进程就代表大量的运算与内存空间占用,相互进程数据交换也很麻烦。。。那么怎么解决呢,在我后面的博客也许会给出答案-----hhhhhhh

最后说一句啦。本网络编程入门系列博客是连载学习的,有兴趣的可以看我博客其他篇。。。。c++ 网络编程课设入门超详细教程 ---目录

参考书籍《TCP/IP网络编程---尹圣雨》

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