TCP并发实现-平芜编程栈

文章目录

TCP服务端
- 基础服务端
- TCP服务设计模式
- - 迭代服务（一次处理一个客户端）
  - 多进程并发服务
  - - 僵尸进程处理（信号处理）
  - 多线程并发服务
  - - 嵌入式设备线程注意
TCP客户端
- 基础客户端
- - 交互式客户端
- 客户端断线重连机制

TCP服务端

基础服务端

// 基础TCP服务器核心流程#defineBUFFER_SIZE1024// 根据设备内存自定义charbuf[BUFFER_SIZE];intmain(){// 1. 创建socketfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);// 2. 准备地址结构addr.sin_family=AF_INET;addr.sin_port=htons(PORT);addr.sin_addr.s_addr=0;// INADDR_ANY的另一种写法// 3. 绑定地址bind(fd,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr));// 4. 开始监听listen(fd,BACKLOG);// 5. 接受连接（阻塞等待）newfd=accept(fd,NULL,NULL);// 不关心客户端地址// 6. 接收数据read(newfd,buf,BUFFER_SIZE);// 7. 关闭连接close(newfd);close(fd);return0;}

TCP服务设计模式

迭代服务（一次处理一个客户端）

// 简化的迭代服务器框架while(1){client_fd=accept(server_fd,NULL,NULL);if(client_fd<0)continue;handle_client(client_fd);// 处理客户端请求close(client_fd);// 处理完后关闭}

缺点：无法并发处理多个客户端

多进程并发服务

// 父进程：监听连接，创建子进程处理// 子进程：处理具体客户端请求，结束后退出pid_tpid=fork();if(pid==0){// 子进程close(server_fd);// 关闭不需要的监听sockethandle_client(client_fd);close(client_fd);exit(0);// 子进程结束}else{// 父进程close(client_fd);// 父进程关闭已分发的客户端socketwaitpid(-1,NULL,WNOHANG);// 非阻塞回收子进程}

僵尸进程处理（信号处理）

// 使用信号处理函数回收子进程voidsigchld_handler(intsig){while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG)>0){// 回收所有已终止的子进程}}// 注册信号处理器signal(SIGCHLD,sigchld_handler);// 更推荐使用sigaction（可重启系统调用）structsigactionsa;sa.sa_handler=sigchld_handler;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_flags=SA_RESTART|SA_NOCLDSTOP;sigaction(SIGCHLD,&sa,NULL);

多线程并发服务

// 主线程：监听连接，创建子线程// 工作线程：处理客户端请求void*client_handler(void*arg){intclient_fd=*(int*)arg;// 处理客户端...close(client_fd);returnNULL;}// 创建线程处理每个客户端pthread_ttid;int*client_fd_ptr=malloc(sizeof(int));*client_fd_ptr=client_fd;pthread_create(&tid,NULL,client_handler,client_fd_ptr);pthread_detach(tid);// 分离线程，自动回收资源

嵌入式设备线程注意

// 1. 设置线程栈大小（嵌入式内存有限）pthread_attr_tattr;pthread_attr_init(&attr);pthread_attr_setstacksize(&attr,8192);// 8KB栈空间// 2. 线程池模式（避免频繁创建销毁线程）// 3. 注意线程安全，共享数据加锁

TCP客户端

基础客户端

// 核心流程intmain(){// 1. 创建socketfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);// 2. 设置服务器地址addr.sin_family=AF_INET;addr.sin_port=htons(PORT);addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");// 3. 连接服务器connect(fd,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr));// 4. 发送数据write(fd,STR,sizeof(STR));// 5. 关闭连接close(fd);}

交互式客户端

// 支持命令行参数和交互式输入intmain(intargc,char*argv[]){// 检查参数if(argc<3){fprintf(stderr,"用法: %s <IP地址> <端口>\n",argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}// 解析参数char*server_ip=argv[1];intserver_port=atoi(argv[2]);// 创建socket和连接...// 交互循环while(1){printf("请输入消息: ");fgets(buf,BUFSIZ,stdin);// 发送数据intn=write(fd,buf,strlen(buf));if(n<=0){perror("发送失败");break;}// 可选：接收服务器响应// n = read(fd, response, sizeof(response));}}

客户端断线重连机制

// 嵌入式设备常用，增加连接稳定性#defineMAX_RETRY5#defineRETRY_DELAY3// 秒intconnect_with_retry(constchar*ip,intport,intmax_retry){intsockfd;structsockaddr_inaddr;for(intretry=0;retry<max_retry;retry++){sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd<0){perror("创建socket失败");return-1;}memset(&addr,0,sizeof(addr));addr.sin_family=AF_INET;addr.sin_port=htons(port);inet_pton(AF_INET,ip,&addr.sin_addr);if(connect(sockfd,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr))==0){printf("连接成功（第%d次尝试）\n",retry+1);returnsockfd;}close(sockfd);printf("连接失败，%d秒后重试...\n",RETRY_DELAY);sleep(RETRY_DELAY);}fprintf(stderr,"连接失败，达到最大重试次数\n");return-1;}