(原)Socket API 编程模型
在网络程序里面，一般的来说都是许多客户机对应一个服务器。为了处理客户机的请求，对服务端的程序就提出了特殊的要求。我们学习一下目前最常用的服务器模型：
循环服务器：循环服务器在同一个时刻只可以响应一个客户端的请求 。
并发服务器：并发服务器在同一个时刻可以响应多个客户端的请求 。
1、 循环服务器:UDP服务器
UDP循环服务器的实现非常简单：UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求，处理， 然后将结果返回给客户机。
可以用下面的算法来实现：
socket(...);
bind(...);
while(1)
{
recvfrom(...);
process(...);
sendto(...);
}
因为UDP是非面向连接的，没有一个客户端可以老是占住服务端。只要处理过程不是死循环， 服务器对于每一个客户机的请求总是能够满足。
2、 循环服务器：TCP服务器
TCP循环服务器的实现也不难：TCP服务器接受一个客户端的连接，然后处理，完成了这个客户的所有请求后，断开连接。
算法如下：
socket(...);
bind(...);
listen(...);
while(1)
{
accept(...);
while(1)
{
read(...);
process(...);
write(...);
}
close(...);
}
TCP循环服务器一次只能处理一个客户端的请求。只有在这个客户的所有请求都满足后， 服务器才可以继续后面的请求。这样如果有一个客户端占住服务器不放时，其它的客户机都不能工作了。因此，TCP服务器一般很少用循环服务器模型的。
3、 并发服务器：TCP服务器
为了弥补循环TCP服务器的缺陷，人们又想出了并发服务器的模型。 并发服务器的思想是每一个客户机的请求并不由服务器直接处理，而是服务器创建一个 子进程来处理。
算法如下:
socket(...);
bind(...);
listen(...);
while(1)
{
accept(...);
if(fork(..)==0)
{
while(1)
{
read(...);
process(...);
write(...);
}
close(...);
exit(...);
}
close(...);
}
TCP并发服务器可以解决TCP循环服务器客户机独占服务器的情况， 不过也同时带来了一个不小的问题。为了响应客户机的请求，服务器要创建子进程来处理，而创建子进程是一种非常消耗资源的操作。
4、 并发服务器：多路复用I/O
为了解决创建子进程带来的系统资源消耗，人们又想出了多路复用I/O模型。
初始话(socket,bind,listen);
while(1)
{
设置监听读写文件描述符(FD_*);
调用select;
如果是倾听套接字就绪,说明一个新的连接请求建立
{
建立连接(accept);
加入到监听文件描述符中去;
}
否则说明是一个已经连接过的描述符
{
进行操作(read或者write);
}
}
多路复用I/O可以解决资源限制的问题.着模型实际上是将UDP循环模型用在了TCP上面. 这也就带来了一些问题.如由于服务器依次处理客户的请求,所以可能会导致有的客户 会等待很久.
5 并发服务器:UDP服务器
人们把并发的概念用于UDP就得到了并发UDP服务器模型. 并发UDP服务器模型其实是简单的.和并发的TCP服务器模型一样是创建一个子进程来处理的 算法和并发的TCP模型一样.
除非服务器在处理客户端的请求所用的时间比较长以外,人们实际上很少用这种模型.
6、一个简单的TCP循环服务器实例：时间获取程序
服务器端接收客户端的连接，并将欢迎信息和当时时间发送至客户端。代码如下：
/**
* timeTcpServ.c
* 简单的时间获取服务器
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define SERVER_PORT 3333 //服务器端口号
#define LEN_OF_LISTEN_QUEUE 10 //最大监听队列数
#define WELCOME_MESSAGE "welcome to commect the server.\n" //欢迎信息
int main(int argc, char *argv[])
{
int servfd, clifd;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
//创建socket
if( (servfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0 )
{
printf("Create socket error!\n");
exit(1);
}
//设置服务器地址结构
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
servaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
//绑定服务器地址
if( bind(servfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0 )
{
printf("Bind to port %d failure!\n",
SERVER_PORT);
exit(1);
}
//开始监听
if( listen(servfd, LEN_OF_LISTEN_QUEUE) < 0 )
{
printf("Call listen failure!\n");
exit(1);
}
printf("Wait for connect...\n");
while(1)
{
char buf[BUFSIZ];
socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);
//接受连接
if( (clifd = accept(servfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &clilen)) < 0 )
{
printf("Call accept failure!\n");
exit(1);
}
//打印客户端ip及端口号
printf("connect form %s:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), ntohs(cliaddr.sin_port));
//整合要发送的信息
strcpy(buf,WELCOME_MESSAGE);
strcat(buf,"\nCurrent time is:");
long currtime = time(NULL);
strcat(buf,ctime(&currtime));
//发送信息
send(clifd, buf, BUFSIZ,0);
close(clifd);
}
close(servfd);
return 0;
}
客户端程序连接上服务器端之后，接收服务器端信息并将之打印到屏幕上，代码如下：
/**
*时间获取客户端程序
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <string.h>
#define SERVER_PORT 3333 //服务器端口号
int main(int argc, char *argv[])
{
int servfd;
struct sockaddr_in servaddr;
struct hostent *hp;
char buf[BUFSIZ];
if( argc != 2 )
{
printf("Please input %s <hostname>\n", argv[0]);
exit(1);
}
//创建socket
if( (servfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)) < 0 )
{
printf("Create socket error!\n");
exit(1);
}
//设置服务器地址结构
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
if( (hp = gethostbyname(argv[1])) != NULL )
{
bcopy(hp->h_addr, (struct sockaddr*)&servaddr.sin_addr, hp->h_length);
}
else if(inet_aton(argv[1], &servaddr.sin_addr) < 0 )
{
printf("Input Server IP error!\n");
exit(1);
}
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
//连接服务器
if( connect(servfd,(struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0 )
{
printf("Connect server failure!\n");
exit(1);
}
//接收并打印信息
recv(servfd,buf,BUFSIZ,0);
printf("\n%s\n",buf);
close(servfd);
return 0;
}
参考网址：http://fanqiang.chinaunix.net/program/netpro/2001-05-08/1968.shtml
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