【Socket】linux高性能网络服务程序

1.mystery引入

　　1）高性能的网络服务程序分为单线程重复式网络服务、多进程网络服务 、多线程网络服务、线程池网络服务和IO多路复用网络服务等
　　2）单线程重复式是最基本的一种TCP服务模式，其实现简单，但是用户体验差，由于我前面日志中已经作过介绍，这里就不再赘述了
　　3）多进程网络服务是利用Linux系统中的父子进程关系为多用户提供并发服务，基本理念是一个用户，启动一个服务进程。
　　　优点是方法通用，但是启动和关闭进程需要很大系统开销，不利于大量用户并发使用；
     另外父子进程间的数据共享与同步等具体实现会有一定困难。
　　4）多线程网络服务类似于多进行网络服务模式，不同之处是前者是新启动一个线程，适用于商业环境中。
   5）线程池网络服务基本理念是：先创建一批资源，当有用户到来时，直接分配已创建好的资源
　　　目的是减少系统在频繁创建资源时的开销，优点是性能高效。
   6）IO多路复用是一种非阻塞的方式，与前面几种最大的不同是不会因为IO的操作而进入阻塞状态
     其调用Select的方式轮询各个套接字
     优点是系统开销小，不用创建和维护线程或进程队列，在Linux应用中比较多，常结合其它模式共同使用，以达到更好的效果。

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2.实例演示
   1）前面我已经演示过单线程重复式网络服务和IO多路复用了，所以这次只演示多进程网络服务、多线程网络服务和线程池网络服务
   2）采用C/S模式，设计一个统一的客户端，用3种不同的模式实现服务器端。
   3）要求：在客户端，用户可以通过交互的方式，进行加、减、乖、除方面的运算设置，通过网络通信将计算参数传送到服务器端，然后服务器端完成具体的计算任务，并将结果返回。
   4）通信格式设计：客户端程序整体流程是收集用户的命令信息，打包发送给服务器端，服务器端通过解析数据包，识别出主要功能，同时执行运算，并将结果返回。
   5）对于多进程网络服务程序的设计，主要是调用系统的fork()函数，这里fork()函数的返回值很重要。
   6）多线程和多进程的原理类似。
   7）线程池架构
      1）功用上设计两个模块，一个服务主调度模块和一个线程服务模块。
      2）每个线程有两个状态：空闲状态和工作状态。
      3）每个线程均有一块属于自己的公共数据区域，存放两个变量，一个标记自身状态，一个对应客户端的套接字号。
      4）有新用户到来时，系统通过查找公共数据区域，判断当前是否有空闲线程，若有则为其分配服务线程。
      5）在线程服务的线程回调函数中，index对应于线程自身的索引号，通过该索引号，线程查找自身所属的公共数据区。

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3.效果演示
   1）多进程网络服务

   2）多线程网络服务      

 

   3）线程池网络服务

 

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4.源代码
   1）因为源代码是在linux下写的，日志是在win7下写的，复制过来有些文字乱码了，主要是因为编码方式不同，不过不影响代码的查看
   2）客户端

//client.c
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define PORT    5555
#define SERVER_IP "127.0.0.1"
typedef struct mathopt
{
    int oprate;
    float value1;
    float value2;
}mopt;
void createopt(struct mathopt *pMp)
{
    printf("please input operand one:");
    scanf("%f",&(pMp->value1));
    printf("please input operand two:");
    scanf("%f",&(pMp->value2));
}
void help()
{
    printf("==================================================================\n");
    printf("version：V1.0\n");
    printf("author：mystery\n\n\n");
    printf("%-12s %-12s\n","Command","Fuction");
    printf("%-12s %-12s\n","add","Adder computing");
    printf("%-12s %-12s\n","minus","Minus computing");
    printf("%-12s %-12s\n","multiply","Multiply computing");
    printf("%-12s %-12s\n","divide","Divide computing");
    printf("%-12s %-12s\n","hlep","Print help information");
    printf("%-12s %-12s\n","quit","Exit the program");
    printf("==================================================================\n");
}
main()
{
    struct sockaddr_in serverAddr;
    int clientSocket;
    char sendbuf[200];
    char recvbuf[200];
    char command[20];
    if((clientSocket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0)
    {
        perror( "error: create socket!!!");
        return -1;
    }
    serverAddr.sin_family=AF_INET;
    serverAddr.sin_port=htons(PORT);
    serverAddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(SERVER_IP);
    if(connect(clientSocket,( struct sockaddr * )&serverAddr,sizeof(serverAddr)) < 0)
    {
        perror("error: connect remote server !!!");
        exit(1);
    }
    printf("infor: connect with destination host........[ok]\n");
    while(1)
    {
        printf("Input your World:>");
        scanf("%s",command);
        struct mathopt mp;
        if(strcmp(command,"add") == 0)
        {
            createopt(&mp);
            mp.oprate = 0;
        }
        else if(strcmp(command,"minus") == 0)
        {
            createopt(&mp);
            mp.oprate = 1;
        }
        else if(strcmp(command,"multiply") == 0)
        {
            createopt(&mp);
            mp.oprate = 2;
        }
        else if(strcmp(command,"divide") == 0)
        {
            while(1)
            {
                createopt(&mp);
                if(mp.value2 == 0)
                {
                    printf("warning: Dividend can not be 0!!!!!\n");
                }
                else
                {
                    break;
                }
            }
            mp.oprate = 3;
        }
        else if(strcmp(command,"help") == 0)
        {
            help();
            continue ;
        }
        else if(strcmp(command,"quit") == 0)
        {
            mp.oprate = 4;
        }
        else
        {
            printf("error: can't identify your input !!!\n");
            continue ;
        }
        send(clientSocket,(char *)&mp,sizeof(mp),0);
        if(mp.oprate == 4)
        {
            break;
        }
        recv(clientSocket,recvbuf,200,0);
        printf("the result is: %s\n",recvbuf);
    }
    close(clientSocket);
    return 0;
}

 

 

　　3）多进程服务端
　　　//multiprocesserver.txt，见附件

 

   4）多线程网络服务端

　　　//multithreadserver.txt，见附件

 

   6）线程池网络服务端
　　　//poolserver.txt，见附件

 

 

 

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