ネットワークプログラミングソケット(6):マルチプロセスバージョンの簡単なTCPネットワークプログラム

前回のブログでは、単一プロセスバージョンの簡単なTCPネットワークプログラムを実現しました.このプログラムは一度に1つのクライアントにしか接続できず,限界がある.そこで,マルチプロセスバージョンの単純TCPネットワークプログラムを実現し,サブプロセスを作成することでマルチ接続をサポートする.

server.c:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define MAX 128

int Startup(char* ip,int port){
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock < 0){
        printf("socket error!
");
        exit(2);
    }
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    local.sin_port = htons(port);

    if(bind(sock,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local)) < 0){
        printf("bind error!
");
        exit(3);
    }
    
    if(listen(sock,5) < 0){
        printf("listen error!
");
        exit(4);
    }

    return sock;
}

void service(int sock,char* ip,int port){
    char buf[MAX];
    while(1){
        buf[0] = 0;
        ssize_t s = read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
        if(s > 0){
            buf[s] = 0;
            printf("[%s:%d] say# %s
",ip,port,buf);
            write(sock,buf,strlen(buf));
        }
        else if(s == 0){
            printf("client [%s:%d] quit!
",ip,port);
            break;
        }
        else{
            printf("read error!
");
            break;
        }
    }
}

int main(int argc,char* argv[]){
    if(argc != 3){
        printf("Usage:%s [ip] [port]
",argv[0]);
        return 1;
    }
    int listen_sock = Startup(argv[1],atoi(argv[2]));
    
    struct sockaddr_in peer;
    char ipBuf[24];
    for(;;){
        ipBuf[0] = 0;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        int new_sock = accept(listen_sock,(struct sockaddr*)&peer,&len);
        if(new_sock < 0){
            printf("accept error!
");
            continue;
        }
        inet_ntop(AF_INET,(const void*)&peer.sin_addr,ipBuf,sizeof(ipBuf));
        int p = ntohs(peer.sin_port);
        printf("get a new connect,[%s:%d]
",ipBuf,p);

        pid_t id = fork();
        if(id == 0){//child
            close(listen_sock);
            if(fork() > 0){
                exit(0);
            }
            service(new_sock,ipBuf,p);
            close(new_sock);
            exit(0);
        }
        else if(id > 0){//father
            close(new_sock);
            waitpid(id,NULL,0);
        }
        else{
            printf("fork error!
");
            continue;
        }
    }
    return 0;
}

client.c:

#include 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#define MAX 128

int main(int argc,char* argv[]){
    if(argc != 3){
        printf("Usage:%s [ip] [port]
",argv[0]);
        return 1;
    }
    int sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock < 0){
        printf("socket error!
");
        return 2;
    }

    struct sockaddr_in server;
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

    if(connect(sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server)) < 0){
        printf("connect error!
");
        return 3;
    }

    char buf[MAX];
    while(1){
        printf("please Enter# ");
        fflush(stdout);
        ssize_t s = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(s > 0){
        buf[s-1] = 0;
        if(strcmp("quit",buf) == 0){
            printf("client quit!
");
            break;
        }
        write(sock,buf,strlen(buf));
        s = read(sock,buf,sizeof(buf)-1);
        buf[s] = 0;
        printf("server Echo# %s
",buf);
        }
    }
    close(sock);
    return 0;
}

リクエストを受信すると、サーバによってサブプロセスが作成され、サブプロセスによって孫プロセスが作成され、孫プロセスによってクライアントとのインタラクションが完了します.

マルチプロセスバージョンのメリットとデメリット

メリット:
(1)マルチユーザ要求を処理できる;
(2)コードは比較的簡単で、作成周期が短い.
(3)プロセスに独立性があるため,マルチプロセスサーバの安定性が高い.
欠点:
(1)接続が到来するとサブプロセスが作成されますが、サブプロセスを作成するには時間がかかり、パフォーマンスに影響します.
(2)マルチプロセスサーバの各プロセスは資源を占有し、サービスできる顧客数が限られている.
(3)マルチプロセスサーバはプロセス数が増えるにつれてCPUの圧力が大きくなり,CPUスケジューリングに要する時間が長くなり,性能に影響を与える.