[Linux网络编程] 循环服务器的实现

一、循环服务器的定义

循环服务器描述了在一个时刻只处理一个请求的服务器实现方式，通过在单线程内设置循环控制实现对多个客户端请求的逐一响应，这种服务器的设计、编程、调试和修改往往比较容易去实现。在循环执行的服务器对预期的负载能提供足够的反应速度时常使用这种类型的服务器。循环服务器有有UDP循环服务器和TCP循环服务器两种类型。

二、UDP循环服务器

UDP循环服务器的实现方法:UDP服务器每次从套接字上读取一个客户端的请求，再对请求进行处理，然后将结果返回给客户机。

对于此类服务器，由于UDP是非面向连接的,没有一个客户端可以老是占住服务端，因此UDP循环服务器对于每一个客户机的请求总是能够满足。

参考代码如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 2222
#define MAX_SIZE 512

int main()
{
int sockfd;
int len = sizeof(struct sockaddr);

char buf[MAX_SIZE];
char buffer[MAX_SIZE];

struct sockaddr_in serv_addr;

//创建套接字，IPV4／UDP
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd < 0)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}

//填充服务器信息
bzero(&serv_addr,sizeof(struct sockaddr_in));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.132");

//绑定套接字
if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serv_addr,sizeof(struct sockaddr)) < 0)
{
printf("bind error!\n");
exit(1);
}

//循环接收网络上发送来的数据并回复消息
while(1)
{
//接收数据
if(recvfrom(sockfd,buf,MAX_SIZE,0,(struct sockaddr*)&serv_addr,&len) < 0)
{
printf("recv error!\n");
exit(1);
}
printf("recv is: %s\n ",buf);

printf("write some text:");
scanf("%s",buffer);

//发送数据
if(sendto(sockfd,buffer,MAX_SIZE,0,(struct sockaddr*)&serv_addr,len) < 0)
{
printf("send error!\n");
fprintf(stderr,"send error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
}

close(sockfd);  //关闭连接

return 0;
}

三、TCP循环服务器：

TCP服务器接受一个客户端的连接,然后处理,完成了这个客户的所有请求后,断开连接。

因为TCP是面向连接的，故TCP循环服务器在同一时刻一次只能处理一个客户端的请求。只有在这个客户的所有请求都满足后, 服务器才可以继续后面的请求。这样如果有一个客户端占住服务器不放时,其它的客户机都不能工作了，因此,TCP服务器一般很少用循环服务器模型。

参考代码如下：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>

#define portnumber 2222 //通信端口号

int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd,new_fd;
struct sockaddr_in server_addr;
struct sockaddr_in client_addr;
int sin_size;
int nbytes;
char buffer[1024];

/* 服务器端开始建立sockfd描述符 */
if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) // IPV4协议；TCP协议
{
fprintf(stderr,"Socket error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}

/* 服务器端填充 sockaddr结构 */
bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in)); // 初始化,置0
server_addr.sin_family=AF_INET;                 // IPV4
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);  // (将本机器上的long数据转化为网络上的long数据)和任何主机通信，INADDR_ANY ：可以接收任意IP地址
//server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.132");  //用于绑定到一个固定IP,inet_addr用于把数字加格式的ip转化为整形ip
server_addr.sin_port=htons(portnumber);         // (将本机器上的short数据转化为网络上的short数据)端口号

/* 捆绑sockfd描述符到IP地址 */
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)
{
fprintf(stderr,"Bind error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}

/* 设置允许连接的最大客户端数 */
if(listen(sockfd,5)==-1)
{
fprintf(stderr,"Listen error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}

while(1)
{
/* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接 */
sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sin_size))==-1)
{
fprintf(stderr,"Accept error:%s\n\a",strerror(errno));
exit(1);
}
fprintf(stderr,"Server get connection from %s\n",inet_ntoa(client_addr.sin_addr)); // 将网络地址转换成.字符串

if((nbytes=read(new_fd,buffer,1024))==-1)
{
fprintf(stderr,"Read Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}
buffer[nbytes]='\0';
printf("Server received %s\n",buffer);

/* 这个通讯已经结束 */
close(new_fd);
/* 循环下一个 */
}

/* 结束通讯 */
close(sockfd);
exit(0);
}

四、循环服务器的缺点

若服务器正在处理一个客户端请求时另一个请求到来，系统会将该新的请求排队，第二个请求须等待第一个请求处理完才能开始，这就造成在客户请求过于频繁也就是客户请求过多时服务器的请求队伍会越来越长，响应时间也就越来越久。