基础版的服务端虽然基本实现了服务器的基本功能,但是如果客户端的并发量比较大的话,服务端的压力和性能就会大打折扣,为了提升服务端的并发性能,可以通过fork子进程的方式,为每一个连接成功的客户端fork一个子进程,这样既达到了并发的要求,还能达到客户端隔离的效果。
#include
#include
pid_t fork(void);
fork() 是一个系统调用函数,用于在 Unix-like 操作系统中创建一个新的进程。它会复制当前进程(称为父进程),并在新的进程(称为子进程)中继续执行。
fork() 函数返回的是一个 pid_t 类型的值,其含义如下:
fork() 函数在创建子进程时会返回两次,这是因为它是一个复制当前进程的系统调用。具体来说,fork() 函数会创建一个新的进程(子进程),并将父进程的所有内容(包括代码、数据、堆栈等)复制到子进程中。
第一次返回:
第二次返回:
通过这两次返回,父进程和子进程可以根据不同的返回值采取不同的逻辑分支。
在父进程中,可以根据返回的子进程 PID 做一些与子进程相关的操作,如记录子进程的 PID、等待子进程的终止等。
在子进程中,由于 fork() 返回的是 0,可以根据此特性来区分自己是子进程,从而执行特定的子进程代码逻辑。
需要注意的是,父进程和子进程会继续执行 fork() 调用之后的代码,并且它们是在不同的进程上下文中运行的,拥有各自独立的内存空间和资源。因此,在使用 fork() 创建子进程时,通常需要在父子进程中进行不同的处理,以避免竞态条件和不必要的资源共享问题。
#include
//socket
#include
#include
//close
#include
//exit
#include
//perror
#include
//memset
#include
//htons
#include
#define PORT 8596
#define MESSAGE_SIZE 1024
int main(){
int ret=-1;
int socket_fd=-1;
int accept_fd=-1;
int backlog=10;
int flag=1;
int pid;
struct sockaddr_in local_addr,remote_addr;
//create socket
socket_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(socket_fd == -1){
perror("create socket error");
exit(1);
}
//set option of socket
ret = setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag));
if ( ret == -1 ){
perror("setsockopt error");
}
//set socket address
local_addr.sin_family=AF_INET;
local_addr.sin_port=htons(PORT);
local_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
bzero(&(local_addr.sin_zero),8);
//bind socket
ret=bind(socket_fd, (struct sockaddr *)&local_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
if(ret == -1){
perror("bind socket error");
exit(1);
}
ret=listen(socket_fd, backlog);
if(ret ==-1){
perror("listen error");
exit(1);
}
//loop to accept client
for(;;){
socklen_t addrlen = sizeof(remote_addr);
accept_fd=accept(socket_fd,( struct sockaddr *)&remote_addr, &addrlen);
pid=fork();
//子进程
if(pid==0){
char in_buf[MESSAGE_SIZE]={0,};
for(;;){
memset(in_buf,0,MESSAGE_SIZE);
//read data
ret =recv(accept_fd, (void*)in_buf, MESSAGE_SIZE, 0);
pid_t currentID = getpid();
std::cout << "Current Process ID: " << currentID << std::endl;
if(ret ==0){
break;
}
printf("receive data:%s\n",in_buf);
send(accept_fd, (void *)in_buf, MESSAGE_SIZE, 0);
}
printf("close client connection......");
close(accept_fd);
}
}
if(pid !=0){
printf("quit server....");
close(socket_fd);
}
return 0;
}
可以看到,服务端对于两个客户端的处理是在不同的子进程中进行的。
使用 fork() 函数创建子进程的服务器有以下优点和缺点:
优点:
缺点:
综上所述,使用 fork() 函数创建子进程的服务器适用于简单的并发场景和较小规模的应用,但在大规模高并发、资源消耗较大或需要更高可伸缩性的情况下,可能需要考虑其他并发模型,如多线程或事件驱动模型。