多进程服务端进程框架

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对父进程来说，不需要客户端连接的socket，对子进程来说,不需要监听的socket。代码中标出了两行关闭对应socket的函数
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上图可见，对应的关闭了以后（3是服务端监听的socket，4是客户端连上来的socket）
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通过上图测试，如果进行对应的关闭，当同时运行多个客户端（测试了3个）时，就会一直占用id。

// 演示多进程服务端程序
#include <iostream>
#include <signal.h>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>


using namespace std;

class ctcpserver
{
    private:
        int m_listenfd;         // 监听的socket，-1表示未初始化
        int m_clientfd;         // 客户端连接上来的socket，-1表示客户端未连接
        string m_clientip;      // 客户端的IP
        unsigned short m_port;  // 服务端用于通讯的端口
    public:
        ctcpserver():m_listenfd(-1), m_clientfd(-1) {}

        // 初始化服务端用于监听的socket
        bool initserver(const unsigned short in_port)
        {   // 1 创建服务端socket
            if((m_listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
                return false;
            m_port = in_port;
            // 2 把服务端用于通信的IP和端口绑定到socket上
            struct sockaddr_in servaddr;            // 用于存放协议、端口和IP地址的结构体
            memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
            servaddr.sin_family = AF_INET;          // 协议族，固定填AF_INET
            servaddr.sin_port = htons(m_port);      // 指定服务端的通信端口
            servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 如果操作系统有多个IP，全部的IP都可以用于通讯
            // 绑定服务端的IP和端口（为socket分配IP和端口）
            if(bind(m_listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1) // 绑定服务端的IP和端口
            {
                close(m_listenfd);
                m_listenfd = -1;
                return false;
            }
            // 3 把socket设置可为连接（监听）的状态
            if(listen(m_listenfd, 5) == -1)
            {
                close(m_listenfd);
                m_listenfd = -1;
                return false;
            }
            return true;
        }

        // 受理客户端的连接（从已连接的客户端中取出一个客户端）
        // 如果没有已连接的客户端，accept()函数将阻塞等待
        bool accept()
        {
            struct sockaddr_in caddr;
            socklen_t addrlen = sizeof(caddr);
            if((m_clientfd = ::accept(m_listenfd, (struct sockaddr *)&caddr, &addrlen)) == -1)
                return false;
                
            m_clientip = inet_ntoa(caddr.sin_addr);

            return true;
        }

        // 获取客户端的IP(字符串格式)
        const string & clientip() const
        {
            return m_clientip;
        }

        // 向客户端发送报文，成功返回true，失败返回false
        bool send(const string &buffer)
        {
            if(m_clientfd == -1)
                return false;
            if((::send(m_clientfd, buffer.data(), buffer.size(), 0)) <= 0)
                return false;
                
            return true;
        }

        // 接受对端的报文，成功返回true，失败返回false
        // buffer存放接收到的报文内容，maxlen本次接收报文的最大长度
        bool recv(string &buffer, const size_t maxlen)
        { // 如果直接操作string对象的内存，必须保证：1)不能越界；2）操作后手动设置数据的大小
            buffer.clear();
            buffer.resize(maxlen);
            int readn = ::recv(m_clientfd, &buffer[0], buffer.size(), 0); // 直接操作buffer的内存
                    //readn表示接受到的数据大小,-1失败，0 socket连接已断开，>0 成功接收到数据
            if(readn <= 0)
            {
                buffer.clear();
                return false;
            }
            buffer.resize(readn); // 重置buffer的实际大小

            return true;
        }

        //关闭监听的socket
        bool closelisten()
        {
            if(m_listenfd == -1)
                return false;
                
            ::close(m_listenfd);
            m_listenfd = -1;
            return true;
        }
        // 关闭客户端连上来的socket
        bool closeclient()
        {
            if(m_clientfd == -1)
                return false;

            ::close(m_clientfd);
            m_clientfd = -1;
            return true;
        }

        ~ctcpserver()
        {
            closelisten();
            closeclient();
        }
};

void FathEXIT(int sig);
void ChldEXIT(int sig);

ctcpserver tcpserver; // 定义为全局对象，方便在父进程子进程函数中使用。

int main (int argc, char *argv[])
{
    if(argc != 2)
    {
        cout << "Using:./demo_server 通讯宽口\nExample:./demo_server 5005\n\n";
        cout << "注意：运行服务端程序的Linux系统的防火墙必须要开通5005端口。\n";
        cout << "如果是云服务器，还要开通云平台访问策略。\n\n";
        return -1;
    }

    // 忽略全部信号，不希望被打扰
    for(int ii = 1; ii <= 64; ii ++ )
        signal(ii, SIG_IGN);
    signal(SIGTERM, FathEXIT); // 15
    signal(SIGINT, FathEXIT);  // 2

    
    if(tcpserver.initserver(atoi(argv[1])) == false)
    {
        perror("initserver()");
        return -1;
    }
    while(true)
    {      
        // 受理客户端的连接（从已连接的客户端中取出一个客户端）
        // 如果没有已连接的客户端，accept()函数将阻塞等待
        if(tcpserver.accept() == false)
        {
            perror("accept()");
            return -1;
        }

        int pid = fork();
        if(pid == -1) // 系统资源不足
        {
            perror("accept()");
            return -1;
        }
        if(pid > 0) 
        {   // 父进程
            tcpserver.closeclient(); // 关闭客户端连接的socket（父进程不需要了）
            continue; // 父进程返回到循环开始的位置，继续受理客户端的连接
        }
        tcpserver.closelisten(); // 子进程也不需要监听的socket了
        //子进程需要重新设置信号
        signal(SIGTERM, ChldEXIT); // 子进程的退出函数与父进程不一样
        signal(SIGINT, SIG_IGN); // 子进程不需要捕获SIGINT信号
        
        // 子进程负责与客户端进行通讯
        cout << "客户端已连接（" << tcpserver.clientip() << ")。\n";

        string buffer;
        
        while(true)
        {
            
            // 接收客户端请求报文，如果客户端没有发送请求报文，recv()函数将阻塞等待
            // 如果客户端已断开连接，recv()函数将返回0
            if((tcpserver.recv(buffer, 1024)) == false)
            {
                perror("recv()");
                break;
            }
            cout << "接收：" << buffer << endl;
            buffer = "OK";
            if(tcpserver.send(buffer) == false) // 向客户端发送回应报文
            {
                perror("send"); 
                break;
            }
            cout << "发送：" << buffer << endl;
        }

        return 0; // 子进程一定要退出，不然又会回到accept()函数的位置
    }
    
}

void FathEXIT(int sig) // 父进程处理信号
{
    // 以下代码是为了防止信号处理函数在执行的过程中再次被信号中断
    signal(SIGINT, SIG_IGN);
    signal(SIGTERM, SIG_IGN);

    cout << "父进程退出，sig = " << sig << endl;

    kill(0, SIGTERM); // 向全部的子进程发送15的信号，通知他们退出

    // 增加释放资源的代码
    tcpserver.closelisten(); // 父进程退出时关闭监听的socket
     
    exit(0);
}

void ChldEXIT(int sig)
{
    // 以下代码是为了防止信号处理函数在执行的过程中再次被信号中断
    signal(SIGINT, SIG_IGN);
    signal(SIGTERM, SIG_IGN);

    cout << "子进程" << getpid() << "退出，sig = " << sig << endl;

    tcpserver.closeclient(); // 子进程退出时关闭连接上来的客户端的socket

    exit(0);
}

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