Linux网络编程服务器模型选择之循环服务器

在网络程序里面，通常都是一个服务器处理多个客户机，为了出个多个客户机的请求，服务器端的程序有不同的处理方式。本节开始介绍Linux下套接字编程的服务器模型选择，主要包括循环服务器模型、并发服务器模型、IO复用服务器模型等，这也是我们常见的几种网络服务器模型。其中基本可以分为两大类，

1. 循环服务器：循环服务器在同一时刻只能响应一个客户端的请求，是比较简单的一种模型；

2. 并发服务器：并发服务器在同一时刻可以响应多个客户端的请求，这里面又有很多分类，接下来会逐步介绍；

循环服务器模型

循环服务器是指对于客户端的请求和连接，服务器逐个进行处理，处理完一个连接后再处理下一个连接，属于串行处理方式，结构比较简单。该模型的算法过程如下：

/* UDP循环服务器模型 */ 

socket(); 

bind(); 

while(true)
{

   recvfrom(); 

   process(); 

   sendto();
} 

close();

/* TCP循环服务器模型 */ 

socket(); 

bind(); 

listen(); 

while(true)
{ 

    accept(); 

    while(true)
    {
        recv(); 

        process(); 

        send();
    } 

    close();
}

从上面的的流程可以看出，TCP循环服务器比UDP循环服务器多了一个accept的过程，这也是TCP和UDP套接字编程的主要区别。TCP服务器在accept出等待客户端的到来，因为accept函数是阻塞的，因此TCP服务器会在此等待（对accept函数的不同处理是区分各类服务器的一个重要参考依据）。相应地，UDP会在recvfrom阻塞，并等待客户端的连接。

一个循环服务器的例子

下面给出一个简单的循环服务器样子，模拟服务器对外提供时间服务器，等待客户端到来，并返回给客户端服务器的当前时间。

UDP循环服务器

 /** UDP循环服务器--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>
 #define BUFFLEN 1024
 #define SERVER_PORT 12345
 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int s;    //服务器套接字文件描述符
     struct sockaddr_in local, to;    //本地地址
     time_t now;        //时间
     char buff[BUFFLEN];//收发数据缓冲区
     int n = ;
     int len = sizeof(to);

     //建立UDP套接字
     s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, );

     //初始化地址
     memset(&local, , 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, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));

     //主处理过程
     while()
     {
         memset(buff, , BUFFLEN);
         n = recvfrom(s, buff, BUFFLEN,,(struct sockaddr*)&to, &len);//接收发送方数据
         if(n >  && !strncmp(buff, "TIME", ))//判断是否合法接收数据
         {
             printf("Get One Client Connect\n");
             memset(buff, , BUFFLEN);
             now = time(NULL);
             sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
             sendto(s, buff, strlen(buff),, (struct sockaddr*)&to, len);//发送数据
         }
     }
     close(s);

     return ;
 }

 /** UDP循环服务器--client端程序**/
 #include <sys/types.h>
 #include <sys/socket.h>
 #include <netinet/in.h>
 #include <time.h>
 #include <string.h>
 #include <stdio.h>
 #define BUFFLEN 1024
 #define SERVER_PORT 12345
 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int s;    //服务器套接字文件描述符
     struct sockaddr_in server;    //本地地址
     time_t now;
     char buff[BUFFLEN];
     int n = ;
     int len = ;    //地址长度

     //建立UDP套接字
     s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, );

     //初始化地址接
     memset(&server, , sizeof(server));
     server.sin_family = AF_INET;//AF_INET协议族
     server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//任意本地地址
     server.sin_port = htons(SERVER_PORT);//服务器端口

     memset(buff, , BUFFLEN);
     strcpy(buff, "TIME");
     //发送数据
     sendto(s, buff, strlen(buff), , (struct sockaddr*)&server, sizeof(server));
     memset(buff, , BUFFLEN);
     //接收数据
     len = sizeof(server);
     n = recvfrom(s, buff, BUFFLEN, , (struct sockaddr*)&server, &len);
     if(n >)
         printf("TIME:%s",buff);    

     close(s);

     return ;
 }

　　

TCP循环服务器

 /** TCP循环服务器--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>
 #define BUFFLEN 1024
 #define SERVER_PORT 12346
 #define BACKLOG 5
 int main(int argc, char *argv[])
 {
     int s_s, s_c;    /*服务器套接字文件描述符*/
     struct sockaddr_in local, from;    /*本地地址*/
     time_t now;
     char buff[BUFFLEN];
     int n = ;
     int len = sizeof(from);

     /*建立TCP套接字*/
     s_s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

     /*初始化地址*/
     memset(&local, , 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*/

     /*主处理过程*/
     while()
     {
         /*接收客户端连接*/
         s_c = accept(s_s, (struct sockaddr*)&from, &len);
         memset(buff, , BUFFLEN);
         n = recv(s_c, buff, BUFFLEN,);/*接收发送方数据*/
         if(n >  && !strncmp(buff, "TIME", ))/*判断是否合法接收数据*/
         {
             memset(buff, , BUFFLEN);
             now = time(NULL);
             sprintf(buff, "%24s\r\n",ctime(&now));
             send(s_c, buff, strlen(buff),);/*发送数据*/
         }
         close(s_c);
     }
     close(s_s);

     return ;
 }

　

/**TCP循环服务器--client端程序**/
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

#define BUFFLEN 1024
#define SERVER_PORT 12346
int main(int argc, char *argv[])
{
    int s;    /*服务器套接字文件描述符*/
    struct sockaddr_in server;    /*本地地址*/
    char buff[BUFFLEN];
    int n = ;    

    /*建立TCP套接字*/
    s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

    /*初始化地址*/
    memset(&server, , sizeof(server));
    server.sin_family = AF_INET;/*AF_INET协议族*/
    server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);/*任意本地地址*/
    server.sin_port = htons(SERVER_PORT);/*服务器端口*/    

    /*连接服务器*/
    int err = connect(s, (struct sockaddr*)&server,sizeof(server));
    memset(buff, , BUFFLEN);
    strcpy(buff, "TIME");
    /*发送数据*/
    send(s, buff, strlen(buff), );
    memset(buff, , BUFFLEN);
    /*接收数据*/
    n = recv(s, buff, BUFFLEN, );
    if(n >){
        printf("TIME:%s",buff);
    }
    close(s);

    return ;
}

两者返回给客户端的的输出都是一样的，比如：TIME:Sat Mar 22 15:26:25 2014

循环服务器的介绍就到这里。接下来介绍并发服务器模型。