linux网络编程实例

Linux网络编程是指在Linux操作系统上进行的网络应用程序开发。它涉及到TCP/IP协议的使用，套接字编程，以及多线程或多进程通信等技术。以下是关于Linux网络编程的一些基础概念、优势、类型、应用场景以及常见问题解答。

基础概念

套接字（Socket）：网络通信的基本构建块，允许不同计算机上的应用程序通过一个共同的协议进行通信。
TCP/IP协议：传输控制协议/互联网协议，是Internet最基本的协议，提供端到端的通信。
UDP：用户数据报协议，是一种无连接的通信协议，不保证数据包的顺序和可靠性。
多线程/多进程：用于处理并发连接，提高服务器的处理能力。

优势

跨平台：Linux网络编程可以在多种硬件平台上运行。
稳定性：Linux系统以其稳定性和安全性而闻名。
丰富的库支持：有大量的开源库和工具可以帮助开发者快速开发网络应用。
高性能：Linux内核优化良好，适合开发高性能的网络服务。

类型

服务器端编程：创建服务器应用程序，等待客户端的连接请求。
客户端编程：创建客户端应用程序，主动连接到服务器并发送请求。
代理服务器：作为客户端和服务器之间的中介，可以缓存内容、过滤流量等。

应用场景

Web服务器：如Apache、Nginx等。
数据库服务器：如MySQL、PostgreSQL等。
文件传输服务：如FTP服务器。
即时通讯软件：如聊天服务器。
流媒体服务器：如视频直播服务。

常见问题及解答

问题：为什么我的服务器程序在高并发下性能下降？

原因：可能是由于资源竞争、锁的使用不当、内存泄漏或者网络带宽限制。
解决方法：
- 使用线程池或进程池来管理并发连接。
- 优化锁的使用，减少锁的粒度。
- 定期检查和释放不再使用的内存。
- 升级网络设备和带宽。

问题：如何处理客户端断开连接的情况？

原因：客户端可能因为网络问题或主动关闭连接而断开。
解决方法：
- 在服务器端使用select()、poll()或epoll()等函数来监控多个套接字的状态。
- 设置合适的超时时间，定期检查客户端状态。
- 使用心跳机制来检测客户端的活跃状态。

示例代码：简单的TCP服务器

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int serv_sock, clnt_sock;
    char message[BUF_SIZE];
    int str_len, i;

    struct sockaddr_in serv_addr, clnt_addr;
    socklen_t clnt_addr_size;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
        error_handling("bind() error");
    if (listen(serv_sock, 5) == -1)
        error_handling("listen() error");

    clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_addr, &clnt_addr_size);
        if (clnt_sock == -1)
            error_handling("accept() error");
        else
            printf("Connected client %d \n", i+1);

        while ((str_len = read(clnt_sock, message, BUF_SIZE)) != 0)
            write(clnt_sock, message, str_len);

        close(clnt_sock);
    }

    close(serv_sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message) {
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}