前面两篇文章（参见）分别介绍了循环服务器和简单的并发服务器网络模型，我们已经知道循环服务器模型效率较低，同一时刻只能为一个客户端提供服务，而且对于TCP模型来说，还存在单客户端长久独占与服务器的连接，无法再响应其他连接，对于前面介绍的并发服务器模型是比较简单的，比如由于预先分配了固定进程数目，就导致无法动态调整等问题。在前面我们也提到了对accept函数的处理是区分不同服务器模型的一个重要依据，当然UDP服务器并不需要accept函数，因此本次主要介绍TCP的高级并发模型。按照对accept的不同处理，接下来主要介绍以下几种并发模型：
- 单客户端单进程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个进程用于响应；
- 单客户端单线程，统一accept ：服务器主进程等待客户端连接，一旦有连接到来，就创建一个线程用于响应；
- 单客户端单线程，各自accept ：预先分配多个线程，在每一个线程里都独自等待客户端的连接并响应（注意accept需要互斥访问）；
并发模型伪代码
/* 单客户端单进程，统一accept */ /* 服务器主进程 */ socket(); bind(); listen(); while(1) { accept(); fork();//子进程 } close(); //关闭服务器端套接字 /* 服务器子进程1 */ recv(); process(); send(); close();//关闭客户端套接字 /* 服务器子进程2(同上) */ ..................
/* 单客户端单线程，统一accept */ /* 服务器主进程 */ socket(); bind(); listen(); while(1) { accept(); pthread_create(); //创建响应线程 } close();//关闭服务器端套接字 /* 服务器线程1 */ recv(); process(); send(); close();//关闭客户端套接字 /* 服务器线程2(同上) */ ..................
/* 单客户端单线程，各自accept */ /* 服务器主进程 */ socket(); bind(); listen(); pthread_create();//创建多个线程分别等待客户端连接 pthread_join();//等待线程结束 close();//关闭服务器端套接字 /* 服务器线程1 */ mutex_lock()//互斥锁 accept(); mutex_unlock(); recv(); process(); send(); close();//客户端套接字 /* 服务器线程2(同上) */ ..................
一个高级并发服务器模型的例子
单客户端单进程，统一accept server端程序
1 /* 单客户端单进程，统一accept --server端程序*/ 2 #include <sys/types.h> 3 #include <sys/socket.h> 4 #include <netinet/in.h> 5 #include <time.h> 6 #include <string.h> 7 #include <stdio.h> 8 #define BUFFLEN 1024 9 #define SERVER_PORT 12348 10 #define BACKLOG 5 11 12 static void handle_request(int s_c) 13 { 14 time_t now; 15 char buff[BUFFLEN]; 16 int n = 0; 17 memset(buff, 0, BUFFLEN); 18 n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0); 19 if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4)) 20 { 21 memset(buff, 0, BUFFLEN); 22 now = time(NULL); 23 sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now)); 24 send(s_c, buff, strlen(buff),0); 25 } 26 27 close(s_c); /*关闭客户端*/ 28 } 29 30 static void handle_connect(int s_s) 31 { 32 33 int s_c; /*客户端套接字文件描述符*/ 34 struct sockaddr_in from; /*客户端地址*/ 35 int len = sizeof(from); 36 37 /*主处理过程*/ 38 while(1) 39 { 40 s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/ 41 if(s_c > 0)/*客户端成功连接，创建进程进行数据处理*/ 42 { 43 if(fork() > 0) /*父进程*/ 44 { 45 close(s_c); /*关闭父进程的客户端连接套接字*/ 46 } 47 else 48 { 49 handle_request(s_c);/*处理连接请求*/ 50 } 51 } 52 } 53 } 54 55 int main(int argc, char *argv[]) 56 { 57 int s_s; /*服务器套接字文件描述符*/ 58 struct sockaddr_in local; /*本地地址*/ 59 60 /*建立TCP套接字*/ 61 s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 62 63 /*初始化地址*/ 64 memset(&local, 0, sizeof(local)); 65 local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/ 66 local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/ 67 local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/ 68 69 /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/ 70 int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)); 71 err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/ 72 73 /*处理客户端连接*/ 74 handle_connect(s_s); 75 76 close(s_s); 77 78 return 0; 79 }
单客户端单进程，统一accept server端程序
1 单客户端单进程，统一accept server端程序 2 #include <sys/types.h> 3 #include <sys/socket.h> 4 #include <netinet/in.h> 5 #include <time.h> 6 #include <string.h>
#include <pthread> 7 #include <stdio.h> 8 #define BUFFLEN 1024 9 #define SERVER_PORT 12348 10 #define BACKLOG 5 11 12 static void *handle_request(void *argv) 13 { 14 int s_c = *((int*)argv); 15 time_t now; 16 char buff[BUFFLEN]; 17 int n = 0; 18 memset(buff, 0, BUFFLEN); 19 n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0); 20 if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4)) 21 { 22 memset(buff, 0, BUFFLEN); 23 now = time(NULL); 24 sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now)); 25 send(s_c, buff, strlen(buff),0); 26 } 27 28 close(s_c); /*关闭客户端*/ 29 } 30 31 static void handle_connect(int s_s) 32 { 33 int s_c; /*客户端套接字文件描述符*/ 34 struct sockaddr_in from; /*客户端地址*/ 35 int len = sizeof(from); 36 pthread_t thread_do; 37 38 /*主处理过程*/ 39 while(1) 40 { 41 s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);/*接收客户端连接*/ 42 if(s_c > 0)/*客户端成功连接，创建线程进行数据处理*/ 43 { 44 int err = pthread_create(&thread_do,NULL,handle_request,(void*)&s_c; 45 } 46 } 47 } 48 49 int main(int argc, char *argv[]) 50 { 51 int s_s; /*服务器套接字文件描述符*/ 52 struct sockaddr_in local; /*本地地址*/ 53 54 s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*建立TCP套接字*/ 55 56 /*初始化地址*/ 57 memset(&local, 0, sizeof(local)); 58 local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/ 59 local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/ 60 local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/ 61 62 /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/ 63 int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)); 64 err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/ 65 66 /*处理客户端连接*/ 67 handle_connect(s_s); 68 69 close(s_s); 70 71 return 0; 72 }
单客户端单线程，各自accept --server端程序
/** 单客户端单线程，各自accept --server端程序 */ #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <time.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #include <pthread> #define BUFFLEN 1024 #define SERVER_PORT 12348 #define BACKLOG 5 #define CLIENT_NUM 3 pthread_mutex_t g_lock = PTHREAD_MUTEX_INTIALIZER; static void *handle_request(void *argv) { int s_s = *((int*)argv); //服务器端套接字 struct sockaddr_in from; /*客户端地址*/ int len = sizeof(from); int s_c = -1; //客户端套接字 for( ; ; ) { time_t now; char buff[BUFFLEN]; int n = 0; memset(buff, 0, BUFFLEN); pthread_mutex_lock(&g_lock); s_c = accept(s_s,(struct sockaddr*)&from, &len); pthread_mutex_unlock(&g_lock); n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,0); if(n > 0 && !strncmp(buff, "TIME", 4)) { memset(buff, 0, BUFFLEN); now = time(NULL); sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now)); send(s_c, buff, strlen(buff),0); } close(s_c); /*关闭客户端*/ } return NULL; } static void handle_connect(int s_s) { int s_s = s; pthread_t thread_do[CLIENT_NUM]; for(int i=0; i<CLIENT_NUM;++i) { int err = pthread_create(&thread_do[i],NULL,handle_request,(void*)&s_s; } //等待线程结束 for(int i=0; i<CLIENT_NUM;++i) pthread_join(thread_do[i],NULL); } int main(int argc, char *argv[]) { int s_s; /*服务器套接字文件描述符*/ struct sockaddr_in local; /*本地地址*/ s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*建立TCP套接字*/ /*初始化地址*/ memset(&local, 0, sizeof(local)); local.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/ local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/ local.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/ /*将套接字文件描述符绑定到本地地址和端口*/ int err = bind(s_s, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local)); err = listen(s_s, BACKLOG);/*侦听*/ handle_connect(s_s);/*处理客户端连接*/ close(s_s); return 0; }