【Linux】多进程服务器模型（第十九篇）
目录
一、定义与工作原理
二、特点与优势
三、实现与示例
四、注意事项
多进程服务器模型是一种在服务器端使用的并发处理模型，它允许服务器同时处理多个客户端的请求。以下是关于多进程服务器模型的详细介绍：
一、定义与工作原理
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定义：多进程服务器模型通过创建多个进程来提供服务，每个进程都可以独立地处理客户端的请求。
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工作原理：
- 父进程创建一个套接字，并与服务器的IP地址和端口号进行绑定。
- 父进程开始监听来自客户端的连接请求。
- 当有客户端请求连接时，父进程通过accept()函数接收连接，并创建一个新的套接字用于与客户端通信。
- 父进程调用fork()函数创建一个子进程，该子进程是父进程的副本，包括代码、数据和状态等信息。
- 子进程关闭从父进程中复制下来的监听套接字，然后与客户端进行通信。
- 父进程继续监听其他客户端的连接请求，并重复上述过程。
二、特点与优势
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特点：
- 子进程与客户端高度绑定，每个子进程负责处理一个客户端的请求。
- 并发数量取决于进程数量，系统可创建的进程数量限制了服务器的并发处理能力。
- 进程模型本身具有较大的内存开销。
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优势：
- 通过创建多个进程，可以充分利用多核CPU的并行处理能力，提高服务器的吞吐量。
- 子进程与父进程相互独立，一个子进程的崩溃不会影响其他子进程和父进程的运行，提高了系统的稳定性和可靠性。
三、实现与示例
在实现多进程服务器模型时，通常需要用到套接字编程和多进程编程的相关知识。以下是一个简单的示例代码，用于说明多进程服务器模型的实现过程：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define SERVER_IP "xxx.xxx.xxx.xxx"
#define PORT 8080
#define BACKLOG 128
int main() {
int server_fd, client_fd;
struct sockaddr_in serverAddr, clientAddr;
socklen_t Addrlen;
pid_t pid;
char Result[1500];
char client_ip[16];
// 创建套接字并绑定IP地址和端口号
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(PORT);
serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(server_fd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));
listen(server_fd, BACKLOG);
printf("Test TCP Server Version 1.1.0 is Running...\n");
while (1) {
Addrlen = sizeof(clientAddr);
if ((client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&clientAddr, &Addrlen)) > 0) {
// 获取客户端IP地址并打印
bzero(Result, sizeof(Result));
bzero(client_ip, sizeof(client_ip));
inet_ntop(AF_INET, &clientAddr.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip));
printf("Connection From :IP[%s],PORT[%d]\n", client_ip, ntohs(clientAddr.sin_port));
// 创建子进程处理客户端请求
pid = fork();
if (pid > 0) {
// 父进程关闭新创建的套接字，继续监听连接请求
close(client_fd);
} else if (pid == 0) {
// 子进程关闭监听套接字，处理客户端请求
close(server_fd);
// 读取客户端数据并处理
while ((recvlen = recv(client_fd, Result, sizeof(Result), 0)) > 0) {
// 处理客户端业务逻辑（如转换小写为大写或响应系统时间等）
// ...
send(client_fd, Result, recvlen, 0);
}
// 客户端断开连接，子进程退出
close(client_fd);
exit(0);
} else {
// fork失败，打印错误信息并退出
perror("fork call failed");
exit(0);
}
} else {
// accept失败，打印错误信息并关闭服务器套接字
perror("accept failed");
close(server_fd);
exit(0);
}
}
close(server_fd);
return 0;
}
四、注意事项
- 进程管理：在多进程服务器模型中，需要注意对进程的管理，包括进程的创建、销毁和状态监控等。如果父进程未及时处理子进程的结束状态，可能会导致子进程成为僵尸进程，浪费系统资源。
- 资源限制：系统对进程的数量有一定的限制，因此多进程服务器模型可能不适用于大量并发连接的场景。在实际应用中，需要根据服务器的硬件资源和业务需求来选择合适的并发处理模型。
- 安全性：在多进程模型中，需要注意进程间的通信和数据共享的安全性，避免数据泄露和非法访问等问题。
综上所述，多进程服务器模型是一种有效的并发处理模型，可以充分利用多核CPU的并行处理能力，提高服务器的吞吐量和稳定性。但在实际应用中，需要根据具体场景和需求来选择合适的并发处理模型，并注意对进程的管理和资源限制等问题。