《unix网络编程》（9）TCP客户/服务器示例：TCP回射

r囧r小猫 2022-08-07 11:46 136阅读 0赞

# 源码    #

利用文章《[《unix网络编程》（8）基本TCP套接字][unix_8_TCP]》中的套接字函数可以设计一个如下简单的客户服务器的例子。

//服务器端tcpsrv01.c
    #include "../myheader.h"
    
    /*
    从客户端读入数据，并将数据回射到客户端。
    */
    void str_echo(int sockfd) {
       ssize_t n;
       char buf[1024];
    again:
       while (( n = read(sockfd, buf, 1024)) > 0)
          write(sockfd, buf, n);
       if (n < 0 && errno == EINTR)
          goto again;
       else if (n < 0) {
          err_exit("str_echo: read error.");   
       }
    }
    
    int main(int argc, char **argv) {
       int listenfd, connfd;
       pid_t childpid;
       socklen_t clilen;
       struct sockaddr_in cliaddr, servaddr;
       listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
       if (listenfd == -1) {
          err_exit("socket error: tcp server.");
       } 
    
       memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
       servaddr.sin_family = AF_INET;
       servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
       servaddr.sin_port = htons(9877);
    
       if (bind(listenfd, (const struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1) {
           err_exit("bind error: server");
       }
       if (listen(listenfd, 1024) == -1) {
           err_exit("listen error: tcp server.");
       }
    
       for(; ; ) {
          clilen = sizeof(cliaddr);
          connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*) &cliaddr, &clilen);  //服务器阻塞于accept，等待客户连接的完成
          if ((childpid = fork()) == 0) {    //子进程关闭监听套接字
             close(listenfd);
             str_echo(connfd);         //子进程调用str_echo函数
             exit(0);
          }
          close(connfd);  //父进程关闭连接套接字
       }
    }

//客户端：tcpcli01.c
    #include "../myheader.h"
    
    void str_cli(FILE *fp, int sockfd) {
       char sendline[1024], recvline[1024];
       while (fgets(sendline, 1024, fp) != NULL) {
          write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
          if (read(sockfd, recvline, 1024) == 0) {
             err_exit("str_cli: server terminated prematurely");
          }
          fputs(recvline, stdout);
       }
    }
    
    int main(int argc, char **argv) {
       int sockfd;
       struct sockaddr_in servaddr;
       if (argc != 2)
          err_quit("usage: tcpcli <IPaddress>\n");
       sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
       memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
       servaddr.sin_family = AF_INET;
       servaddr.sin_port = htons(9877);
       inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);
       if (connect(sockfd, (const struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
          err_exit("connnet error");
       str_cli(stdin, sockfd);
       exit(0);
    }

//头文件:myheader.h
    #ifndef MYTEST_H
    #define MYTEST_H
    
    #include <time.h>
    #include <unistd.h>
    #include <signal.h>
    #include <errno.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <semaphore.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <sys/sem.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/time.h>
    
    #include <arpa/inet.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <semaphore.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <string.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <limits.h>
    #include <memory.h>
    
    void err_exit(const char *msg) {
       perror(msg);
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    void err_quit(const char *msg) {
       perror(msg);
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    #endif

# 正常启动 #

![20150403204744510][]

如上图，正常在**后台**运行服务器端程序：./tcpsrv01 &。

服务器启动后，调用socket、bind、listen和accept，然后阻塞于accept调用。

![20150403204839123][]

启动客户端：./tcpcli01 127.0.0.1。发送”ddd"以及“dddd”并可以回射。

然后用netstat -a | less命令，查看所建立的tcp连接：

![20150403205153737][]

使用ps命令，可以查看到服务器端的子进程ppid是父进程的pid，父进程的ppid是bash Shell。服务器的两个进程的状态（STAT）都是“S"表示进程因为等待某资源而休眠：

![20150403212638992][]

# 正常终止 #

在客户端输入Ctrl+D终止客户。立即键入netstat，可以看到此时客户端进入了TIME\_WAIT状态；而服务器端仍然在监听，等待客户连接：

![20150403213414603][]

**正常终止的过程（未处理SIGCHLD，子进程僵死）：**

1. 当我们键入Ctrl+D时，即键入了EOF，str\_cli函数返回到main函数；main函数通过exit终止。

2.进程终止处理的部分工作是关闭所有打开的描述符，因此客户打开的套接字由内核关闭。这导致客户TCP发送FIN给服务器，服务器响应一个ACK；至此，服务器套接字处于CLOSE\_WAIT状态，客户套接字处于FIN\_WAIT\_2状态。

3. 服务器接受到FIN阻塞于read，read返回0，这导致str\_echo函数返回，于是服务器子进程通过exit终止。

4. 服务器子进程所有描述符关闭；由子进程来关闭已连接套接字会引发TCP连接终止序列的最后两个分节：从服务器到客户的FIN和客户的ACK；至此，连接完全终止，客户进入TIME\_WAIT状态。

5. 进程终止的另一部分内容是：服务器子进程终止时，向父进程发送SIGCHLD信号。**该程序没捕获该信号，该信号默认忽略。既然父进程未处理，子进程僵死**，如下图所示。

![20150403215136985][]

[unix_8_TCP]: http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/44806551
[20150403204744510]: /images/20220805/62440f875c61493f939418cc8d4c50d1.png
[20150403204839123]: /images/20220805/c473719f282241de97337e01cd5a6c13.png
[20150403205153737]: /images/20220805/1dfc3ee1b6a649c480b254be1be0a75e.png
[20150403212638992]: /images/20220805/28d5946893c44fc292803ed086c0d86f.png
[20150403213414603]: /images/20220805/0a7285f6e4304cceb42f623975eb194f.png
[20150403215136985]: /images/20220805/191006ffdbe84673b1fcaa2efd8c6935.png