UDP并发服务器

 

大多数UDP服务器程序是迭代运行的，服务器等待一个客户请求，读入这个请求，处理这个请求，送回其应答，再等待下一个客户请求。

然而当客户请求的处理需要消耗过长的时间时，我们期望UDP服务器程序具有某种形式的并发性。

当使用TCP时，服务器的并发处理得以简化的根源在于每个客户连接都是唯一的（不同的已连接套接字），标识每个客户连接的是一个唯一的套接字对。

然而当使用UDP时，服务端通过同一个套接字和所有的客户端进行通信，当采用并发模式时，每一个子进程共享同一个UDP套接字，因此无法简单地绑定于一个客户并为其服务。

 

有两种情况下可以使用并发的UDP服务器：

1 读入一个客户请求并发送一个应答后，与这个客户不再有任何联系。在这种情形下，当一个UDP请求到达时，阻塞在epoll_wait调用上的父进程被唤醒，然后fork一个子进程去调用recv_from读取一个请求（一个完整的数据报），处理完该请求后再调用send_to发送回去。

2  第二种UDP服务器与客户交互多个数据报。问题在于每个客户都是往服务器端的同一个的端口发送数据。并发服务器的每一个子进程如何正确区分每一个客户的数据报（涉及到进程的调度问题，如何避免一个子进程读取到不该它服务的客户发送来的数据报）。解决的方法是为每个客户创建一个的新的套接字，在其上bind一个临时端口，fork一个子进程使用该套接字发送对该客户的所有应答。这个办法要求客户查看服务器第一个应答的中的源端口号，并把本请求的后续数据报发送到该端口。

废话少说，上代码!

/server.c/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>





int main(int argc,char *argv[])
{
    int socket_fd, file_fd;
    struct sockaddr_in netaddr;
    struct sockaddr_in fromaddr;
    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);

    memset(&netaddr, 0, len);
    netaddr.sin_family = AF_INET;
    netaddr.sin_port = htons(5000);
    netaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if((socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) < 0)
    {
        perror("Fail to create socket");
        return -1;
    }
    if (bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&netaddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
        perror("bind");
        exit(1);
    }


    while (1) {
        char buf[100] = {};
        int ret = recvfrom(socket_fd, buf, 100, 0, (struct sockaddr *)&fromaddr, &len);
        if (ret == -1) {
            perror("recvfrom");
            exit(1);
        }
        printf("buf=%s\n", buf);
        if (fork() == 0)
            break;
        printf("next==============\n");
    }
    int sock2;
    if((sock2 = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) < 0)
    {
        perror("child Fail to create socket");
        return -1;
    }
    if (sendto(sock2, "world", 5, 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, len) == -1) {
        perror("child sendto");
        exit(1);
    }


    while (1) {
        char buf[100] = {};
        int ret = recvfrom(sock2, buf, 100, 0, (struct sockaddr *)&fromaddr, &len);
        if (ret == -1) {
            perror("child recvfrom");
            exit(1);
        }
        printf("child buf=%s\n", buf);
    }

    close(socket_fd);

    return 0;
}

/*client.c*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>





int main(int argc,char *argv[])
{
    int socket_fd;

    struct sockaddr_in fromaddr;
    struct sockaddr_in servaddr;
    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr);



    if((socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) < 0)
    {
        perror("Fail to create socket");
        return -1;
    }


    memset(&servaddr, 0, len);
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5000);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");;

    if (sendto(socket_fd, "hello", 5, 0, (struct sockaddr*)&servaddr, len) == -1) {
        perror("sendto");
        exit(1);
    }
    char buf[100] = {};
    if (recvfrom(socket_fd, buf, 100, 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, &len) == -1) {
        perror("recvfrom");
        exit(1);
    }
    printf("recvfrom ip %s : %d\n", inet_ntoa(fromaddr.sin_addr), ntohs(fromaddr.sin_port));
    printf("buf=%s\n", buf);


    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        char buf[100];
        int ret = sprintf(buf, "shit %d", i);

        if (sendto(socket_fd, buf, ret, 0, (struct sockaddr*)&fromaddr, len) == -1) {
            perror("sendto");
            exit(1);
        }
        printf("send ok\n");
        sleep(1);
    }

    //sleep(5);
    close(socket_fd);

    return 0;
}