伯克利套接字编程:并发服务器实现

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该资源主要讨论的是如何在Unix/Linux环境下使用C语言进行Socket编程,创建并发型服务器。这个代码示例展示了如何初始化套接字,绑定到特定端口,监听连接,并通过fork()函数处理并发客户端请求。 在Socket编程中,套接字(Socket)是一种在不同进程间进行通信的接口,起源于ARPA网络,后来在UC Berkeley的BSD Unix中发展成为事实上的标准。Socket API是操作系统提供的通信协议应用程序接口,允许程序员编写跨平台的网络应用程序。在这个例子中,服务器端首先调用`socket()`函数创建一个套接字,如果返回值小于0,则表示出错,通过`err_sys()`函数报告错误。 接着,服务器使用`bind()`函数将创建的套接字绑定到特定的IP地址和端口号,这也是让服务器在特定位置监听连接的关键步骤。如果`bind()`失败,同样会调用`err_sys()`处理错误。 `listen()`函数设置服务器监听队列的最大长度,这里的参数5意味着最多可以有5个未处理的连接请求等待。当有新的连接请求到达时,`accept()`函数会阻塞,直到有客户端连接。如果`accept()`失败,也会调用错误处理函数。 一旦`accept()`成功,它返回一个新的套接字`newsockfd`,用于处理与新客户端的通信。此时,服务器会使用`fork()`创建一个子进程,子进程关闭原始的监听套接字`sockfd`,然后使用`newsockfd`处理客户端请求,调用`doit()`函数进行具体业务处理。父进程则关闭`newsockfd`,继续监听新的连接。 Socket编程中涉及的一些关键概念包括: 1. **流(Stream)**: 提供有序、可靠、双向的数据通信。 2. **连接(Connection)**: 在客户端和服务器之间建立的双向通信管道。 3. **阻塞/非阻塞(Block/Non-block)**: 决定函数在等待数据时的行为,阻塞模式下函数会暂停,直到有数据可读或写;非阻塞模式下,函数会立即返回。 4. **同步/异步(Synchronous/Asynchronous)**: 同步操作会等待任务完成,而异步操作允许其他任务在等待期间继续执行。 5. **IP地址(IPAddress)**和**字节顺序(BytesOrder)**: IP地址用于标识网络中的设备,字节顺序问题在不同架构之间可能不同,需要进行转换。 6. **带外数据(OutbandData)**: 在TCP连接中,用于传输紧急数据的一种机制。 编程时,通常需要包含`<sys/types.h>`和`<sys/socket.h>`头文件。Socket编程涉及的主要函数包括创建、绑定、连接、监听、接受、发送和接收数据,以及设置和获取套接字选项等。例如,`socket()`用于创建套接字,`bind()`用于绑定套接字,`listen()`用于启动监听,`accept()`用于接受连接,`connect()`用于客户端连接服务器,`recv()`和`send()`用于数据传输,`close()`用于关闭套接字。 此外,还有一些辅助函数如`gethostbyaddr()`和`gethostbyname()`用于解析主机名和地址,`getsockopt()`和`setsockopt()`用于获取和设置套接字选项,以及`inet_aton()`等函数用于IP地址的转换。所有这些函数共同构建了Socket编程的基础,使得开发者能够创建复杂、可靠的网络服务。