上一講中的簡單時間獲取服務器是一個迭代服務器，對于獲取時間來說夠用了。迭代服務器有這樣的特點：同一時間只能給一個客戶服務。也就是說，如果某一時刻服務器與某個客戶正在連接，其它客戶必須等到上一個客戶與服務器斷開連接后才能連接成功。這對于需要花長時間處理客戶請求的服務器來說并不適用。
解決辦法是將服務器改為并發服務器。這樣，即使有一個客戶正在和服務器連接，其它的客戶也能與服務器建立連接獲得服務。最簡單的辦法就是fork函數。

1、fork函數

fork函數是UNIX中派生進程的唯一方法，定義在<unistd.h>頭文件中：

pid_t fork(void);這個函數的奇特之處在于一次調用，兩次返回。在父進程中返回子進程的ID，在子進程中返回0。所以，我們可以通過返回值判斷當前進程是父進程還是子進程。

fork函數在子進程中返回0而不是父進程ID的原因是：任何子進程只有一個父進程，而這個父進程的ID可以通過函數getppid獲得；但是對于父進程，可以有多個子進程，所以父進程無法通過函數獲得子進程ID，如果父進程想跟蹤所有子進程的ID，那么父進程必須在每次調用fork時記住子進程ID。

2、并發服務器

上面介紹了fork函數，可以通過調用fork函數達到并發的效果。下面是典型的并發服務器框架：

pid_t pid; int listenfd,connfd; listenfd=socket(...); bind(listenfd,...); listen(listenfd,...); for(;;) {connfd=accept(listenfd,...);if((pid=fork)==0){close(listenfd);//關閉listenfddoit(connfd);//處理請求close(connfd);//關閉子進程connfdexit(0);//子進程退出}close(onnfd);//關閉父進程connfd }這個框架中究竟發生了什么？可以用下面的圖示展示出來。

（1）服務器調用socket、bind和listen函數后，處于監聽狀態，等待客戶發送連接請求，這個時候服務器還沒有調用accept：

（2）這時服務器只有一個套接字描述符listenfd，即監聽描述符。當服務器中accept函數返回時，就有了兩個套接字描述符listenfd和connfd，套接字描述符connfd是一個連接描述符，可以進行讀寫操作：

（3）這個時候客戶與服務器建立了連接。隨后服務器調用fork函數，自己變成父進程，復制自己形成一個子進程。由于兩個進程相同，所以客戶與兩個進程的兩個connfd都處于連接狀態：

（4）然后，父進程中關閉連接套接字connfd，子進程關閉監聽套接字listenfd：

這就達到了我們希望的狀態，由子進程處理客戶請求，父進程繼續監聽。

需要注意的是，close函數會導致發送一個FIN，隨后TCP連接應該終止。那為什么父進程中close(connfd)后沒有終止與客戶的連接呢？每個文件描述符都有一個引用計數，是當前打開著的引用該文件的描述符的個數，只有引用計數為0時文件才會關閉。而fork函數執行后，對connfd套接字的引用計數是2，父進程關閉connfd后引用計數變為1，所以不會關閉連接。然而在子進程中，關閉connfd后引用計數變為0，會關閉與客戶的連接。

3、時間獲取程序的改進

這里我們只需要改進服務器程序，將它變成一個并發服務器。代碼如下：

#include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <strings.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <stdio.h> #include <time.h> #include <unistd.h> #define MAXLINE 1024int main(int argc,char *argv[]) {int listenfd;struct sockaddr_in servaddr;char buff[MAXLINE];time_t ticks;if((listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){printf("socket error\n");return 0;}bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));servaddr.sin_family=AF_INET;servaddr.sin_port=htons(5000);servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0){printf("bind error\n");return 0;}if(listen(listenfd,5)<0){printf("listen error\n");return 0;}int connfd;socklen_t len;struct sockaddr_in cliaddr;pid_t pid;for(;;){len=sizeof(cliaddr);if((connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&len))<0){printf("accept error\n");return 0;}if((pid=fork())==0){if(close(listenfd)<0){printf("close listenfd error\n");return 0;}printf("[PID]%ld Receive a connection from:%s.%d\n",(long)getpid(),inet_ntop(AF_INET,&cliaddr.sin_addr,buff,sizeof(buff)),ntohs(cliaddr.sin_port));ticks=time(NULL);snprintf(buff,sizeof(buff),"%.24s\r\n",ctime(&ticks));if(write(connfd,buff,strlen(buff))<0){printf("write error\n");return 0;}printf("[PID]%ld sleep 5s.\n",(long)getpid());sleep(5);printf("[PID]%ld sleep done.\n",(long)getpid());if(close(connfd)<0){printf("close child connfd error\n");return 0;}return 0;}if(close(connfd)<0){printf("close parent connfd error\n");return 0;}} }這里我們為了增加服務器處理每個請求的時間，加了sleep(5)，會看到，服務器在處理一個客戶的請求時，也會與另一個客戶建立連接處理請求。運行結果如下：

（1）打開服務器：

（2）客戶1連接（進程ID是3594）：

（3）客戶2連接（進程ID是3596）：

（4）下圖是服務器處理情況：

可以看到，在客戶1（進程ID是3594）仍在sleep的時候，服務器接受了客戶2（進程ID是3596）的連接。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的UNIX网络编程笔记(3):简单的并发服务器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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