linux 网络编程之信号机制
调试输出函数
这里利用宏来实现debug的相关输出
int dbg_level = -1;
#define print_dbg(level, ...) \
({ \
if (level <= dbg_level) { \
fprintf(stderr, "%s, %u, %s: ", \
__FILE__, __LINE__, __func__); \
fprintf(stderr, ##__VA_ARGS__); \
} \
})基本的socket编程
前面有讲过基本的网络编程，主要是利用socket的相关函数进行实现，其大体框架如下
int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建套接字
if(sockfd < 0)
{
print_dbg(0, "create socket error\n");
return;
}
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(port);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr) < 0)
{
print_dbg(0, "Failed to bind port:%d\n", port);
return;
}
if(listen(sockfd, SOMAXCONN) < 0)
{
print_dbg(0, "Listen error\n");
return;
}
while(1)
{
clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, NULL);
if(clientfd < 0)
{
if(error == EINTR) // 信号中断处理
continue;
else
{
print_dbg(0, "accept dumpt\n");
break;
}
}
int pid = fork();
if(pid < 0)
{
print_dbg(0, "create child process error\n");
close(clientfd);
continue;
}
else if(pid == 0)
{
...
exit(0);
}
...
}扩充的socket编程
1. 首先是对socket的一些可能出现错误的函数进行再封装处理，比如accept可能出现多种错误，若只是简单的退出，则对服务器的安全性将有很大的挑战；这里对于最常见的信号中断处理，进行了再次封装
clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, NULL);
if(clientfd < 0)
{
if(error == EINTR) // 信号中断处理
continue;
else
{
print_dbg(0, "accept dumpt\n");
break;
}
}从上面的代码可以看出，当错误号为EINTR时，忽略掉再次进入循环；再例如出现EPERM，防火墙问题时，也可以做出相应的提示
2. 除了accept之外，对于send，recv函数同样需要再次封装处理，以确保能正确的接收到数据和正确的发送完数据.下面给出了最常见的错误处理，特别是对于信号中断，一般都有做出要求
char client_ip[16];
int recvn(int fd, char *buf, size_t len, int flag)
{
int size = recv(fd, buf, len, flag);
if (size < 0)
{
if (errno == EINTR)
return recvn(fd, buf, len, flag);
else
{
record_log("receive data from ip:%s error\n", client_ip);
print_dbg(0, "receive data from ip:%s error\n", client_ip);
return -errno;
}
}
return size;
}
int sendn(int fd, const char *buf, size_t len, int flag)
{
int size = send(fd, buf, len, flag);
if (size < 0)
if (errno == EINTR)
return sendn(fd, buf, len, flag);
else
goto ERROR;
if(size != len)
goto ERROR;
return size;
ERROR:
record_log("send data to ip:%s error\n", client_ip);
print_dbg(0, "receive data from ip:%s error\n", client_ip);
return -errno;
}信号与进程通信
如果我们考虑的服务器是只允许顺序的请求，即一个请求处理完毕之后再响应另一个请求；若当前正在处理一个client的请求时，此时接受到其他client的请求，这里可以利用信号来实现屏蔽处理。
思路：利用全局变量busy来决定在while(1)循环中是否接受客户端处理请求
当busy为1时，表示不再接受client请求；当busy为0时，表示可以接受client请求，并标记busy为1；
当与client建立连接的子进程结束后，要求将busy设置为0
故流程为：
signal(SIGCHLD, signa_handler); // 注册信号处理函数
while(1)
{
clientfd = accept(...);
...
if(busy == 1)
{
print_dbg(0, "socket busy\n");
close(clientfd);
continue;
}
busy = 1;
int pid = fork();
if(pid < 0) {}
else if(pid == 0)
{
child_process(clientfd);
exit(0); // 求捕获子进程结束信号，在处理函数中将busy复位为0
}
}这里主要简单的使用signal函数结合waitpid来实现这个要求
1. signal函数
函数原型为：
#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);2. 结合本博客主题，这里简单说明本函数具体使用的方式，首先是建一个信号处理函数，用于处理信号发生时所需要做的操作，具体代码如下：
int busy = 0;
static void signal_handler(int sig)
{
int stat;
pid_t pid;
while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0)
;
busy = 0;
}3. waitpid 来处理子进程结束问题
函数原型，
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);其中参数参考百科，但需要注意的是上面的代码，在信号处理函数中，下面这行是保障子进程结束不会僵死的关键
while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0);参数 status 可以设成 NULL。参数 pid 为欲等待的子进程识别码,
其他数值意义如下:
pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。
参数options提供了一些额外的选项来控制waitpid，参数 option 可以为 0 或可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：
ret=waitpid(-1,NULL,0);
WNOHANG 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若结束，则返回该子进程的ID。
WUNTRACED 若子进程进入暂停状态，则马上返回，但子进程的结束状态不予以理会。WIFSTOPPED(status)宏确定返回值是否对应与一个暂停子进程。
最后源代码可以参考：https://github.com/liuyueyi/sa/blob/master/server.c
测试
服务器首先接受一个R\T的字符，用于判断是接受数据还是发送数据
- 启动服务器
- 开启一个终端输入： nc 127.0.0.1 10033 输入: R [换行] 其他的一些数据
- 再开启一个终端输入: nc 127.0.0.1 10033
- 服务器提示socket busy，并关闭连接