Socket通信中的多进程编程实例

邰怀卉 · 2025-5-29 18:54:37

1 需求描述:

（1）Linux下编写。
（2）创建一个服务器、若干个客户端。
（3）用户可以通过客户端输入文字向服务器发送消息。
（4）服务器端接收到客户端发送的数据，将用户输入的内容在服务器上打印出来，并原样返回。
2 相关基础

2.1 套接字Socket通信编程

2.1.1 TCP/IP通信过程：

图2.1.1 TCP/IP通信过程

2.1.2 UDP通信过程：

图2.1.2 UDP通信过程

2.2 fork多进程编程

fork，在英语中意思是分叉的意思。Linux函数fork(void)被定义在#include中，调用成功时，返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程的ID，出错返回-1。子进程是父进程的副本，它将获得父进程的数据空间、堆、栈等资源的副本并且拥有自己独立的地址空间。
以下是一个fork的简单例子。

fork实例

1 #include<sys/types.h>
2 #include<unistd.h>
3 #include<stdio.h>
4 int main(int argc, char ** argv )
5 {
6 int pid = fork();
7 if (-1 == pid)
8 {
9 printf("error!"); //出错
10 }
11 else if(0 == pid )
12 {
13 printf("This is the child process!"); //子进程
14 }
15 else
16 {
17 printf("This is the parent process! child process id = %d", pid); //父进程，返回的是子进程的ID
18 }
19 return 0;
20 }

复制代码

3 设计

3.1 框架设计

图3.1 框架设计

本文使用TCP进行通信。
3.2 代码设计

套接口的通信一般使用read( )和write( )。这里使用send( )和recv( )，因为这一对函数可以更好地控制数据传输。

图3.2 代码设计

4 详细代码

4.1 服务器端代码

服务器端代码

1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/socket.h> // 包含套接字函数库
3 #include <stdio.h>
4 #include <netinet/in.h> // 包含AF_INET相关结构
5 #include // 包含AF_INET相关操作的函数
6 #include <unistd.h>
7 #include<string.h>
8 #include<stdlib.h>
9 #include<fcntl.h>
10 #include<sys/shm.h>
11
12 #define MYPORT 8887
13 #define MYKEY 12345
14 #define SIZE 10240
15
16 int main()
17 {
18 char buf[100];
19 memset(buf,0,100);
20
21 int server_sockfd,client_sockfd;
22 socklen_t server_len,client_len;
23 struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;
24 printf("\n======================server initialization======================\n");
25 server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0); // 定义套接字类型
26 server_sockaddr.sin_family = AF_INET;
27 server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT);
28 server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
29 server_len = sizeof(server_sockaddr);
30
31 //允许重复使用本地地址和套接字绑定
32 int on = 1;
33 setsockopt(server_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on));
34
35 //绑定端口
36 if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,server_len)==-1)
37 {
38 perror("bind");
39 exit(1);
40 }
41
42 //监听端口
43 if(listen(server_sockfd,5) == -1)
44 {
45 perror("listen");
46 exit(1);
47 }
48
49 client_len = sizeof(client_sockaddr);
50 pid_t ppid,pid;
51
52 while(1)
53 {
54 if((client_sockfd=accept(server_sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&client_len))==-1)
55 {
56 perror("accept error");
57 exit(1);
58 }
59 else
60 {
61 send(client_sockfd,"You have connect Server!",strlen("You have connect Server!"),0);
62 }
63
64 printf("\n%s:%d Login server!\n\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port));
65
66 ppid = fork(); //创建子进程
67
68 if(ppid == -1)
69 {
70 printf("fork 1 failed:");
71 }
72 else if(ppid == 0) //子进程用于接收客户端信息并发送
73 {
74 int recvbytes;
75 pid = fork(); //再次创建子进程
76
77 if(pid == -1)
78 {
79 printf("fork 2 failed:");
80 exit(1);
81 }
82 else if(pid == 0) //子进程的子进程用于接收消息
83 {
84 while(1)
85 {
86 bzero(buf,100);
87 if((recvbytes = recv(client_sockfd,buf,100,0))==-1)
88 {
89 perror("read client_sockfd failed:");
90 }
91 else if(recvbytes != 0)
92 {
93 buf[recvbytes] = '\0';
94 usleep(10000);
95 printf("%s:%d said:%s\n",inet_ntoa(client_sockaddr.sin_addr), ntohs(client_sockaddr.sin_port), buf);
96
97 //将客户端发送过来的消息发回给客户
98 if(send(client_sockfd,buf,recvbytes,0)==-1){
99 perror("send error");
100 break;
101 }
102 }
103 }
104 }
105 else if(pid>0) //此时的id为子进程id
106 {
107
108 }
109 }
110 else if(ppid>0)
111 {
112 //总父进程中关闭client_sockfd(因为有另一个副本在子进程中运行了)返回等待接收消息
113 close(client_sockfd);
114 }
115 }
116 return 0;
117 }

复制代码

4.2 客户端代码

客户端代码

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <errno.h>
4 #include <string.h>
5 #include <sys/types.h>
6 #include <netinet/in.h>
7 #include <sys/socket.h>
8 #include <sys/wait.h>
9 #include<unistd.h>
10 #include
11 #define SERVER_PORT 8887 /* 客户机连接远程主机的端口 */
12 #define MAXDATASIZE 100 /* 每次可以接收的最大字节 */
13 #define SERVER_IP "192.168.11.8" /* 服务器的IP地址 */
14
15 int main()
16 {
17 int sockfd, numbytes;
18 char buf[MAXDATASIZE];
19 struct sockaddr_in server_addr;
20
21 printf("\n======================client initialization======================\n");
22 if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
23 {
24 perror("socket");
25 exit(1);
26 }
27 server_addr.sin_family = AF_INET;
28 server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
29 server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
30 bzero(&(server_addr.sin_zero),sizeof(server_addr.sin_zero));
31
32 if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)) == -1)
33 {
34 perror("connect");
35 exit(1);
36 }
37
38 //循环输入文字
39 while(1)
40 {
41 bzero(buf,MAXDATASIZE);
42 printf("\nBegin receive...\n");
43 if ((numbytes=recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)
44 {
45 perror("recv");
46 exit(1);
47 }
48 else if (numbytes > 0)
49 {
50 int len, bytes_sent;
51 buf[numbytes] = '\0';
52 printf("Received: %s\n",buf);
53
54 printf("Send:");
55 char *msg;
56 scanf("%s",msg);
57 len = strlen(msg);
58
59 //发送至服务器
60 if(send(sockfd,msg,len,0) == -1)
61 {
62 perror("send error");
63 }
64 }
65 else
66 {
67 //numbytes=0，表示socket已断开
68 printf("soket end!\n");
69 }
70
71 }
72
73 close(sockfd);
74 return 0;
75 }

复制代码

5 运行结果

　　Linux下进行编译：
　　　　gcc Server.c -o server
　　　　gcc Client.c -o client

运行结果
客户端1：

图5.1 客户端1运行结果

客户端2：

图5.2 客户端2运行结果
服务器端：

图5.3 服务器端运行结果

从上图中可以看到，服务器可以对两个客户端的消息进行相应。
6 总结

实例运行，初步达到预期的效果。不足之处：一个IP地址主机只能是一个客户端。在本机的虚拟机中运行时会出错。有时间再做个socket多线程通信实例，博文出自博客园：http://www.cnblogs.com/jamiechu/archive/2012/12/07/2808165.html 欢迎前来讨论。

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