Linux下的socket编程实践（四）TCP服务端优化和常见函数

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并发下的僵尸进程处理

只有一个进程连接的时候，我们可以使用以下两种方法处理僵尸进程：

1）通过忽略SIGCHLD信号，避免僵尸进程

    在server端代码中添加

    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

2）通过wait/waitpid方法，解决僵尸进程

signal(SIGCHLD,onSignalCatch);  
  
void onSignalCatch(int signalNumber)  
{  
    wait(NULL);  
}  

我们可以用下面的客户端代码测试：

/** client端实现的测试代码**/  
int main()  
{  
    int sockfd[50];  
    for (int i = 0; i < 50; ++i)  
    {  
        if ((sockfd[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)  
            err_exit("socket error");  
  
        struct sockaddr_in serverAddr;  
        serverAddr.sin_family = AF_INET;  
        serverAddr.sin_port = htons(8001);  
        serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  
        if (connect(sockfd[i], (const struct sockaddr *)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == -1)  
            err_exit("connect error");  
    }  
    sleep(20);  
}  

解决方法：

使用循环的  waitpid函数就可以将所有的子进程留下的僵尸进程处理掉

void sigHandler(int signo)  
{  
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)  
        ;  
} 
//pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
//WNOHANG 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若结束，则返回该子进程的ID。

#include <sys/socket.h>  
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); //获取本地addr结构  
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); //获取对方addr结构  
  
int gethostname(char *name, size_t len);  
int sethostname(const char *name, size_t len);  
  
#include <netdb.h>  
extern int h_errno;  
struct hostent *gethostbyname(const char *name);  
  
#include <sys/socket.h>       /* for AF_INET */  
struct hostent *gethostbyaddr(const void *addr, socklen_t len, int type);  
struct hostent *gethostent(void);  

//hostent结构体  
struct hostent  
{  
    char  *h_name;            /* official name of host */  
    char **h_aliases;         /* alias list */  
    int    h_addrtype;        /* host address type */  
    int    h_length;          /* length of address */  
    char **h_addr_list;       /* list of addresses */  
}  
#define h_addr h_addr_list[0] /* for backward compatibility */ 

这两个函数调用的时机很重要，否则不能得到正确的地址和端口：

TCP

     对于服务器来说，在bind以后就可以调用getsockname来获取本地地址和端口，虽然这没有什么太多的意义。getpeername只有在链接建立以后才调用，否则不能正确获得对方地址和端口，所以他的参数描述字一般是链接描述字而非监听套接口描述字。

对于客户端来说，在调用socket时候内核还不会分配IP和端口，此时调用getsockname不会获得正确的端口和地址（当然链接没建立更不可能调用getpeername），当然如果调用了bind 以后可以使用getsockname。想要正确的到对方地址（一般客户端不需要这个功能），则必须在链接建立以后，同样链接建立以后，此时客户端地址和端口就已经被指定，此时是调用getsockname的时机。

UDP

    UDP分为链接和没有链接2种(这个到UDP与connect可以找到相关内容）

没有链接的UDP不能调用getpeername，但是可以调用getsockname,和TCP一样，他的地址和端口不是在调用socket就指定了，而是在第一次调用sendto函数以后

已经链接的UDP，在调用connect以后，这2个函数都是可以用的（同样，getpeername也没太大意义。如果你不知道对方的地址和端口，不可能会调用connect）。

/**获取本机IP列表**/  
int gethostip(char *ip)  
{  
    struct hostent *hp = gethostent();  
    if (hp == NULL)  
        return -1;  
  
    strcpy(ip, inet_ntoa(*(struct in_addr*)hp->h_addr));  
    return 0;  
}  
  
int main()  
{  
    char host[128] = {0};  
    if (gethostname(host, sizeof(host)) == -1)  
        err_exit("gethostname error");  
  
    cout << "host-name: " << host << endl;  
    struct hostent *hp = gethostbyname(host);  
    if (hp == NULL)  
        err_exit("gethostbyname error");  
  
    cout << "ip list: " << endl;  
    for (int i = 0; hp->h_addr_list[i] != NULL; ++i)  
    {  
        cout << '\t'  
             << inet_ntoa(*(struct in_addr*)hp->h_addr_list[i]) << endl;  
    }  
  
    char ip[33] = {0};  
    gethostip(ip);  
    cout << "local-ip: " << ip << endl;  
}  

1.客户端和服务器连接建立的时候，双方处于ESTABLISHED(建立)状态

2.关于TIME_WAIT状态  详见  http://www.mamicode.com/info-detail-190400.html

3.TCP/IP协议的第11种状态:图上只包含10种状态，还有一种CLOSING状态

产生CLOSING状态的原因:

  Server端与Client端同时关闭(同时调用close,此时两端同时给对端发送FIN包),将产生closing状态，最后双方都进入TIME_WAIT状态。（因为主动关闭的一方会进入TIME_WAIT状态，双方同时主动关闭，则都进入）

SIGPIPE信号

  往一个已经接收FIN的套接中写是允许的，接收到FIN仅仅代表对方不再发送数据;但是在收到RST段之后，如果还继续写,调用write就会产生SIGPIPE信号，对于这个信号的处理我们通常忽略即可。

signal(SIGPIPE, SIG_IGN); 

  SIGPIPE，虽然已经接受到FIN，但是我还可以发送数据给对方；如果对方已经不存在了，那么TCP会进行重置，TCP协议栈发送RST段，收到RST后，再进行write会产生SIGPIPE信号。

  其实很好理解：TCP可以看作是一个全双工的管道，读端信号不存在了，如果再对管道进行写的话会导致SIGIPPE信号的产生，处理的时候是忽略这个信号就可以了，其实就是按照管道的规则。

  我们测试的时候在Client发送每条信息都发送两次，当Server端关闭之后Server端会发送一个FIN分节给Client端, 第一次消息发送之后, Server端会发送一个RST分节给Client端；第二次消息发送(调用write)时, 会产生SIGPIPE信号。

close和shutdown函数的区别

#include <unistd.h>  
int close(int fd);  
  
#include <sys/socket.h>  
int shutdown(int sockfd, int how);  

shutdowm how=1就可以保证对等方接收到一个EOF字符，而不管其他进程是否已经打开可套接字。

而close不能保证，直到套接字引用计数减为0的时候才发送。也就是说知道所有进程都关闭了套接字。

调用close函数，可能导致全双工的管道还没有回射给客户端时，产生丢失数据现象；例如

FIN  D C B A 

A B C D ----》丢失，已经关闭close

Close准确的含义是  套接字引用计数减为0 的时候，才发送FIN

int conn;
conn=accept(sock,NULL,NULL);
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
   ERR_EXIT("fork"); 
if(pid==0)
{
	close(sock);
	//通信
	close(conn); //这时才会向对方发送FIN段（因为这个时候conn引用计数减为0） 
}
else if(pid>0)
   close (conn); //不会向客户端发送FIN段，仅仅只是将套接字的引用计数减1 

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原文地址：http://blog.csdn.net/nk_test/article/details/48900807