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linux下tcp多进程案例

在Linux系统下,TCP多进程编程是一种常见的并发处理模式,它允许多个进程同时处理多个客户端连接。以下是一个简单的TCP多进程服务器案例,以及相关的基础概念、优势、类型、应用场景和可能遇到的问题及解决方法。

基础概念

  • TCP(传输控制协议):一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
  • 多进程:操作系统同时运行多个进程,每个进程都有自己的内存空间和资源。

优势

  • 并发处理:能够同时处理多个客户端请求,提高服务器的吞吐量。
  • 资源隔离:每个进程独立运行,一个进程的崩溃不会直接影响其他进程。

类型

  • 主从模式:主线程负责接收连接,工作线程负责处理具体的业务逻辑。
  • 多进程模式:每个连接都由一个新的进程来处理。

应用场景

  • Web服务器:处理大量并发HTTP请求。
  • 数据库服务器:处理多个客户端的查询请求。
  • 聊天服务器:支持多个用户同时在线聊天。

示例代码

以下是一个简单的Linux下TCP多进程服务器的C语言实现:

代码语言:txt
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>

void sigchld_handler(int sig) {
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
}

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);

    // 创建socket
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定地址和端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 处理僵尸进程
    signal(SIGCHLD, sigchld_handler);

    while (1) {
        // 接受新连接
        if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
            perror("accept");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        pid_t pid = fork();
        if (pid == 0) { // 子进程
            close(server_fd); // 关闭监听socket
            char buffer[1024] = {0};
            read(new_socket, buffer, 1024);
            printf("Received: %s\n", buffer);
            send(new_socket, "Hello from server", strlen("Hello from server"), 0);
            close(new_socket);
            exit(0);
        } else if (pid > 0) { // 父进程
            close(new_socket); // 关闭客户端socket
        } else {
            perror("fork");
        }
    }

    return 0;
}

可能遇到的问题及解决方法

  1. 僵尸进程:子进程结束后,父进程没有正确回收资源。
    • 解决方法:使用信号处理函数(如sigchld_handler)来回收子进程资源。
  • 资源耗尽:创建过多进程可能导致系统资源耗尽。
    • 解决方法:限制同时运行的进程数量,或者使用线程池技术。
  • 性能瓶颈:频繁的进程创建和销毁影响性能。
    • 解决方法:使用进程池预先创建一定数量的进程,减少动态创建的开销。

通过上述方法,可以有效管理和优化Linux下的TCP多进程服务器,确保其稳定高效运行。

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