1、迭代型和并發(fā)型服務(wù)器

對于使用 socket 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序，有兩種常見的設(shè)計方式：

迭代型：服務(wù)器每次只處理一個客戶端，只有當(dāng)完全處理完一個客戶端的請求后才去處理下一個客戶端

并發(fā)型：能夠同時處理多個客戶端的請求

1.1、代型 UDP echo 服務(wù)器

server

int?main(int?argc,char*?argv[])
{
????int?sfd;
????ssize_t?numRead;
????socklen_t?addrLen,len;
????struct?sockaddr_storage?claddr;
????char?buf[BUF_SIZE];
????char?addrStr[IS_ADDR_STR_LEN];

????if(becomeDaemon(0)?==?-1)
????????errExit("becomeDaemon()");
????
????sfd?=?inetBind(SERVICE,SOCK_DGRAM,&addrLen);
????if(sfd?==?-1)
????{
????????syslog(LOG_ERR,"Could?not?create?server?socket?(%s)",strerror(errno));
????????exit(EXIT_FAILURE);
????}

????for(;;)
????{
????????len?=?sizeof(struct?sockaddr_storage);
????????numRead?=?recvfrom(sfd,buf,BUF_SIZE,0,(struct?sockaddr*)&claddr,&len);
????????if(numRead?==?-1)
????????????errExit("recvfrom()");
????????
????????if(sendto(sfd,buf,numRead,0,(struct?sockaddr*)&claddr,len)?!=?numRead)
????????{
????????????syslog(LOG_WARNING,"Error?echoing?response?to?%s?(%s)",inetAddressStr((struct?sockaddr*)&claddr,len,addrStr,IS_ADDR_STR_LEN),strerror(errno));
????????}
????}
}

client

int?main(int?argc,char*?argv[])
{
????int?sfd,j;
????size_t?len;
????ssize_t?numRead;
????char?buf[BUF_SIZE];

????if(argc?

	1.2、并發(fā)型 TCP echo 服務(wù)器
static?void?grimReaper(int?sig)
{
????int?savedErrno;

????savedErrno?=?errno;
????while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG)?>?0)
????????continue;
????
????errno?=?savedErrno;
}

static?void?handleRequest(int?cfd)
{
????char?buf[BUF_SIZE];
????ssize_t?numRead;

????while((numRead?=?read(cfd,buf,BUF_SIZE))?>?0)
????{
????????if(write(cfd,buf,numRead))
????????{
????????????syslog(LOG_ERR,"write()?failed?:?%s",strerror(errno));
????????????exit(EXIT_SUCCESS);
????????}
????}

????if(numRead?==?-1)
????{
????????syslog(LOG_ERR,"Error?from?read()?:?%s",strerror(errno));
????????exit(EXIT_SUCCESS);
????}
}

int?main(int?argc,char*?argv[])
{
????int?lfd,cfd;
????struct?sigaction?sa;

????if(becomeDaemon(0)?==?-1)
????????errExit("becomeDaemon()");
????
????sigemptyset(&sa.sa_mask);
????sa.sa_flags?=?SA_RESTART;
????sa.sa_handler?=?grimReaper;
????if(sigaction(SIGCHLD,&sa,NULL)?==?-1)
????{
????????syslog(LOG_ERR,"Error?from?sigaction()?:?%s",strerror(errno));
????????exit(EXIT_FAILURE);
????}

????lfd?=?inetListen(SERVICE,10,NULL);
????if(lfd?==?-1)
????{
????????syslog(LOG_ERR,"Could?not?create?server?socket?:?(%s)",strerror(errno));
????????exit(EXIT_FAILURE);
????}

????for(;;)
????{
????????cfd?=?accept(lfd,NULL,NULL);
????????if(cfd?==?-1)
????????{
????????????syslog(LOG_ERR,"Failure?in?accept?:?(%s)",strerror(errno));
????????????exit(EXIT_FAILURE);
????????}
????????
????????switch(fork())
????????{
????????????case?-1:
????????????????syslog(LOG_ERR,"Can?not?create?child?:?(%s)",strerror(errno));
????????????????close(cfd);
????????????????break;
????????????case?0:
????????????????close(lfd);
????????????????handleRequest(cfd);
????????????????_exit(EXIT_SUCCESS);
????????????default:
????????????????close(cfd);
????????????????break;
????????}
????}
}


	1.3、并發(fā)型服務(wù)器的其他設(shè)計方案

	對于一個負(fù)載很高的服務(wù)器來說，為每個客戶端創(chuàng)建一個新的子進(jìn)程或者線程所帶來的開銷對服務(wù)器來說是沉重的負(fù)擔(dān)。

	可以考慮下面的幾種方案：

	在服務(wù)器上預(yù)先創(chuàng)建進(jìn)程或線程

	服務(wù)器程序在啟動階段(即在任何客戶端請求到來之前)就立刻預(yù)先創(chuàng)建好一定數(shù)量的子進(jìn)程(線程)，而不是針對每個客戶端來創(chuàng)建一個新的子進(jìn)程(線程)，這些子進(jìn)程(線程)構(gòu)成一個服務(wù)池

	服務(wù)池中每個子進(jìn)程一次只處理一耳光客戶端，在處理完客戶端請求后，子進(jìn)程并不會終止，而是獲取下一個待處理的客戶端繼續(xù)處理

	采用上述的服務(wù)池時，在負(fù)載高峰期應(yīng)該動態(tài)增加服務(wù)池的大小，在負(fù)載降低時，應(yīng)該相應(yīng)地降低服務(wù)池大小。

	在單個進(jìn)程中處理多個客戶端

	為了實現(xiàn)這一點，必須采用一種允許單個進(jìn)程同時監(jiān)視多個文件描述符 IO 事件的 IO 模型。

	必須依靠內(nèi)核來確保每個服務(wù)進(jìn)程能公平地訪問到服務(wù)器主機的資源。

	采用服務(wù)器集群

	用來處理高客戶端負(fù)載的方法還包括使用多個服務(wù)器系統(tǒng)，即服務(wù)器集群。

	構(gòu)建服務(wù)器集群最簡單的方法就是 DNS 輪轉(zhuǎn)負(fù)載共享(DNS round-robin load sharing)或者負(fù)載分發(fā)(load distribution)。一個地區(qū)的域名權(quán)威服務(wù)器將同一個域名映射到多個 IP 地址上，后續(xù)對 DNS 服務(wù)器的域名解析請求將以循環(huán)輪轉(zhuǎn)的方式以不同的順序返回這些 IP 地址。

	DNS 循環(huán)輪轉(zhuǎn)的優(yōu)勢是成本低，而且容易實施。但是也存在一些問題，其中一個問題是遠(yuǎn)端 DNS 服務(wù)器上所執(zhí)行的緩存操作，這意味著今后位于某個特定主機上的客戶端發(fā)出的請求會繞過循環(huán)輪轉(zhuǎn) DNS 服務(wù)器，并總是由同一個服務(wù)器來負(fù)責(zé)處理。此外，循環(huán)輪轉(zhuǎn) DNS 并沒有任何內(nèi)建的用來確保到達(dá)良好負(fù)載均衡或者是確保高可用性的機制。

	inetd(Internet 超級服務(wù)器)守護(hù)進(jìn)程

	守護(hù)進(jìn)程 inetd 被設(shè)計用來消除運行大量非常用服務(wù)器進(jìn)程的需要，inetd 可提供兩個主要的好處：

	與其為每個服務(wù)運行一個單獨的守護(hù)進(jìn)程，現(xiàn)在只用一個進(jìn)程 inetd 守護(hù)進(jìn)程，就可以監(jiān)視一組指定的套接字端口，并按照需要啟動其他的服務(wù)，從而可以降低系統(tǒng)上運行的進(jìn)程數(shù)量

	inetd 簡化了啟動其他服務(wù)的編程工作，因為由 inetd 執(zhí)行的一些步驟通常在所有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)啟動時都會用到

	inetd 守護(hù)進(jìn)程所做的操作

	inetd 守護(hù)進(jìn)程通常在系統(tǒng)啟動時運行，在成為守護(hù)進(jìn)程后，inetd 執(zhí)行的步驟：

	對于在配置文件?/etc/inetd.conf?中指定的每個服務(wù)，inetd 都會創(chuàng)建一個恰當(dāng)類型的套接字，然后綁定到指定的端口上，每個 TCP 都會通過?listen()?調(diào)用允許客戶端來連接

	通過?select()?調(diào)用，inetd 對前一步中創(chuàng)建的所有套接字進(jìn)行監(jiān)視，看是否有數(shù)據(jù)報或請求連接發(fā)送過來

	select()?調(diào)用進(jìn)入阻塞，直到一個 UDP 套接字上有數(shù)據(jù)報可讀或者 TCP 套接字上收到了連接請求，在 TCP 連接中，inetd 在進(jìn)入下一個步驟之前會先為連接執(zhí)行?accept()

	要啟動這個套接字上指定的服務(wù)，inetd 調(diào)用?fork()?創(chuàng)建一個新的進(jìn)程，然后通過?exec()?啟動服務(wù)器程序，在執(zhí)行?exec()?之前，子進(jìn)程執(zhí)行如下步驟：

	除了用于 UDP 數(shù)據(jù)報和接受 TCP 連接的文件描述符外，將其他所有從父進(jìn)程繼承而來的文件描述符都關(guān)閉

	在文件描述符 0,1,2 上復(fù)制套接字文件描述符，并關(guān)閉套接字文件描述符本身

	這一步是可選的，為啟動的服務(wù)器進(jìn)程設(shè)定用戶和組 ID，設(shè)定的值可以在?/etc/inetd.conf?中相應(yīng)條目找到

	在 TCP 連接上接受一個連接，inetd 就關(guān)閉這個套接字

	跳回到?select()?步驟繼續(xù)執(zhí)行

	/etc/inetd.conf?文件

	/etc/inetd.conf?文件中的每一行都描述一種由 inetd 處理的服務(wù)，包含以下字段：

	服務(wù)名稱

	套接字類型

	協(xié)議

	標(biāo)記，該字段的內(nèi)容要么是?wait，要么是?nowait。表明了由 inetd 啟動的服務(wù)器是否會接管用于該服務(wù)的套接字，如果啟動的服務(wù)器需要管理這個套接字，那么就指定為?wait

	登錄名

	服務(wù)器程序

	服務(wù)器程序參數(shù)

	當(dāng)修改了?/etc/inetd.conf?文件之后，需要發(fā)送一個?SIGHUP?信號給 inetd，請求其重新讀取配置文件：

	kill?-HUP?inted

	編輯：黃飛