Linux高并发服务器案例演示
在网络通信中，我们常常的服务器经常会受到成千上万的请求提示，而电脑会根据请求建立相对应的socket链接，但是接触过Linux网络编程的人都知道，Linux链接和客户端建立连接，会经过四步（这里以TCP说明）
第一步，创建socket对应的描述符，这里设置好socket的协议类型以及通信类型（TCP/UDP）
#include <sys/types.h>/* See NOTES */
#include<sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
具体的使用方法可以使用man手册查看socket函数
第二步，绑定端口，以及相应的ip地址（服务器不用设置）
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
具体的使用方法可以使用man手册查看bind函数
第三步，监听socket，并且设置最大监听数
#include <sys/types.h> /* SeeNOTES */
#include<sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);
具体的使用方法可以使用man手册查看listen函数
第四步，接受客户端的连接
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include<sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t*addrlen);
具体的使用方法可以使用man手册查看accept函数
注意：
由于上述四步socket建立链接中，accept是阻塞的，意味着如果有很多人同时发出socket请求的时候，服务器只会接收到一少部分的连接，其他都在阻塞队列排队，甚至丢失！甚至建立链接后一旦涉及服务器读写操作时候，涉及到读写，也是会遇到阻塞的！（假设每个用户连接服务器需要0.1秒，那么10000人连接的话则需要1000秒）这样会让服务器浪费大量时间在阻塞过程，所以我们要做的，就是尽可能的让系统发挥出他的性能，让更多的人能够连接系统，却不用花那么长时间。
具体实现方法：
使用epoll分路技术，让accept不陷入阻塞，当那个客户端发出请求，则处理发出请求的客户端信息，这时候因为客户端发出请求，则必定有读写操作，所以读写操作不用去掉阻塞。
服务器代码：
//模拟接收每个客户端发来的请求后并往dbg.txt文件写入一个字节
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
void sig_handle(int sig)
{
printf("recv signal :%d\n",sig);
}
int main(int argc, char * argv[])
{
signal(SIGPIPE,sig_handle);
if (argc<2)
{
printf("usage:%s + [count]\n",argv[0]);
return 0;
}
unlink("dbg.txt");
int dbg = open("dbg.txt",O_CREAT|O_APPEND|O_RDWR,0666);
int count = atoi(argv[1]);
int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(9988);
int ret = bind(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if (ret ==-1)
{
perror("bind");
return 0;
}
listen(fd,250);
int is_child_process = 0;//判断在哪个进程中，父进程0，子进程1
for (int i = 0 ; i < count ; i++)
{
pid_t pid = fork();
if (pid==0)
{
is_child_process = 1;
break;
}
}
struct epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN|EPOLLET;
ev.data.fd = fd;
int epfd = epoll_create(1024);//建立epfd的描述符
int flags = fcntl(fd,F_GETFL);
flags |= O_NONBLOCK;
fcntl(fd,F_SETFL,flags);
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&ev);
while (1)
{
struct epoll_event evs[10];
int process_count = epoll_wait(epfd,evs,10,5000);
if (process_count == 0) continue;//如果监听的进程都没有事件产生，则再次进入循环，继续监听
for (int i = 0 ; i < process_count ;i++)
{
if (evs[i].data.fd == fd)
{
//当进程中的socket描述符是server的socket本身时候，则accept否则就直接操作
int ret = accept(evs[i].data.fd,NULL,NULL);
if (ret == -1)
{
printf("errno:%s",strerror(errno));
//其他错误，直接exit
break;
}
ev.data.fd = ret;
epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,ret,&ev);
}
else
{
//read or write
char buf[1024];
int ret = read(evs[i].data.fd,buf,sizeof(buf));
if (ret == -1)
{
perror("read");
if (errno == EINTR)
break;
exit(0);
}
else if (ret == 0)
{
//normal exit
close(evs[i].data.fd);
break;
}
//printf("recv data %s from pid:%d\n",buf,getpid());
write(dbg,"1",1);
}
}
}
if (!is_child_process)
{
for (int i = 0 ; i < count; i ++)
{
wait(NULL);//等待所有的子进程退出为止
}
}
return 0;
}
测试客户端向服务器发请求代码：
//模拟有20000个客户端同时向服务器发请求
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>
#define PROCESS_COUNT 20000
void func(int argc,char * argv[])
{
int fd =socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(9988);
addr.sin_addr.s_addr =inet_addr("127.0.0.1");
connect(fd,(structsockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if (argc==2)
write(fd,argv[1],strlen(argv[1]));
else
write(fd,"1",1);
char buf[1024];
//recv(fd,buf,sizeof(buf),0);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
for (int i = 0 ; i <PROCESS_COUNT; i++)
{
pid_t pid = fork();
if (pid == 0)
{
func(argc,argv);
return 0;
}
}
for (int i = 0 ; i <PROCESS_COUNT; i++)
{
wait(NULL);
}
return 0;
}
结果分析：不同的电脑测试结果略有不同，我的客户端定义有20000个同时向服务器发请求，结果处理的请求大概有15500左右，不同的电脑最高并发数略有不同。成功的解决了多用户同时向一个服务器发请求的问题