linux網絡編程之socket（七） 一個進程發起多個連接和gethostbyname等函數

一、在前面講過的最簡單的回射客戶/服務器程序中，一個客戶端即一個進程，只會發起一個連接，只要稍微修改一下就 可以讓一個客戶端發起多個連接，然後只利用其中一個連接發送數據。

先來認識一個函數getsockname

 #include <sys/socket.h>

 int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

利用此函數可以得到某連接sockfd的地址信息，如ip地址和端口，這可以幫助我們判斷發起了多少個連 接。

我們假設一個客戶端發起了5個連接，如下圖：

此時根據以前說過的fork程序，服務器端會產生5個子進程對其進行服務。

修改過後的客戶端程序如下：

/*************************************************************************
    > File Name: echoser.c
    > Author: Simba
    > Mail: [email protected]
    > Created Time: Fri 01 Mar 2013 06:15:27 PM CST
 ************************************************************************/
    
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include "read_write.h"
    
#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)
    
void do_echocli(int sock)
{
    
    char sendbuf[1024] = {0};
    char recvbuf[1024] = {0};
    
    while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
    {
    
    
        writen(sock, sendbuf, strlen(sendbuf));
    
        int ret = readline(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf)); //按行讀取
        if (ret == -1)
            ERR_EXIT("read error");
        else if (ret  == 0)   //服務器關閉
        {
            printf("server close\n");
            break;
        }
    
        fputs(recvbuf, stdout);
    
        memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
    
    }
    
    close(sock);
}
    
int main(void)
{
    int sock[5];
    int i;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        if ((sock[i] = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
            //  listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
            ERR_EXIT("socket error");
    
        struct sockaddr_in servaddr;
        memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family = AF_INET;
        servaddr.sin_port = htons(5188);
        servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
        /* inet_aton("127.0.0.1", &servaddr.sin_addr); */
    
        if (connect(sock[i], (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
            ERR_EXIT("connect error");
    
        struct sockaddr_in localaddr;
        socklen_t addrlen = sizeof(localaddr);
        if (getsockname(sock[i], (struct sockaddr *)&localaddr, &addrlen) < 0)
            ERR_EXIT("getsockname error");
        /* getpeername()獲取對等方的地址 */
        printf("local ip=%s port=%d\n", inet_ntoa(localaddr.sin_addr),
               ntohs(localaddr.sin_port));
    }
    /* 一個進程也可以發起多個socket連接，因為每次的端口號都不同 */
    do_echocli(sock[0]); //發起5個套接字連接，但只借助第一個套接口通信
    
    return 0;
}

在上述程序中，我們發起5個sock連接，但只是使用sock0通信，且利用getsockname 打印5個連接的信息。

先運 行服務器程序，再運行客戶端，輸出如下：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./echocli_5sock

local ip=127.0.0.1 port=53094

local ip=127.0.0.1 port=53095

local ip=127.0.0.1 port=53096

local ip=127.0.0.1 port=53097

local ip=127.0.0.1 port=53098

ferwgeht

ferwgeht

即每 個連接的ip地址是一樣的，但端口號不同，服務器方面通過accept返回的信息也打印出連接信息，如下：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./echoser_recv_peek

recv connect ip=127.0.0.1 port=53094

recv connect ip=127.0.0.1 port=53095

recv connect ip=127.0.0.1 port=53096

recv connect ip=127.0.0.1 port=53097

recv connect ip=127.0.0.1 port=53098

ferwgeht

由於是多個連接，當客 戶端關閉而導致服務器子進程read 返回0退出進程時，很可能會產生僵屍進程，如下圖：

最簡單的辦法就是父進程直接忽略SIGCHLD信號，即signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

如果我們想要捕獲SIGCHLD信號 的話，在信號處理函數中不能只調用一次wait/waitpid 函數，因為客戶端退出發出FIN段的時機是不一定的，如果都能按一 定時間順序發送給5個服務器子進程，即子進程發生SIGCHLD信號給父進程的時間有前後之分，那handler函數會被調用多次 ，則是允許的，也不會產生僵屍進程；但當SIGCHLD信號同時到達，因為不可靠信號不能排隊導致信號只保存一個，即其余 信號會丟失，則產生的僵屍進程個數是不確定的，因為按前面所說取決於5個SIGCHLD信號到達的次序。解決的辦法很簡單， 只要在handler函數中while 循環一下就ok 了，只要接收到一個SIGCHLD信號，則5個子進程都會被清理掉，如下所示：

signal(SIGCHLD, handler);
.....................
    
void handler(int sig)
{
    /*  wait(NULL); //只能等待第一個退出的子進程 */
    /* 即使因為幾個連接同時斷開，信號因不能排隊而父進程只收到一個信號
     * 直到已經waitpid到所有子進程，返回0，才退出循環 */
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
        ;
}

實際上使用 while (wait(NULL) > 0) ; 也可以達到同樣的效果。

二、與前面說的getsockname 類似 的函數還有getpeername、gethostname、gethostbyname、gethostbyaddr 等，現在著重來看一下gethostname 和 gethostbyname 的使用。

#include <unistd.h>

  int gethostname(char *name, size_t len);

#include <netdb.h>

struct hostent *gethostbyname(const char *name);

gethostname 可以得到主機名，而gethostbyname 可以通過主機名得到一個結構體指針，可以通過此結構體得到與主機相關的ip地址信息 等。

      The hostent structure is defined in <netdb.h> as follows:

 

          struct hostent {

              char  *h_name;            /* official name of host */

              char **h_aliases;         /* alias list */

              int    h_addrtype;        /* host address type */

              int    h_length;          /* length of address */

              char **h_addr_list;       /* list of addresses */

          }

          #define h_addr h_addr_list[0] /* for backward compatibility */

下面寫個小程序測試一下：

#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include<netdb.h>
    
#define ERR_EXIT(m) \
    do { \
        perror(m); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)
    
int getlocalip(char *ip)
{
    char host[100] = {0};
    if (gethostname(host, sizeof(host)) < 0)
        return -1;
    
    struct hostent *hp;
    if ((hp = gethostbyname(host)) == NULL)
        return -1;
    //  #define h_addr h_addr_list[0]
    strcpy(ip, inet_ntoa(*(struct in_addr *)hp->h_addr_list[0]));
    
    return 0;
}
    
int main(void)
{
    char host[100] = {0};
    if (gethostname(host, sizeof(host)) < 0)
        ERR_EXIT("gethostname error");
    
    struct hostent *hp;
    if ((hp = gethostbyname(host)) == NULL)
        ERR_EXIT("gethostbyname error");
    
    int i = 0;
    while (hp->h_addr_list[i] != NULL)
    {
    
        printf("%s\n", inet_ntoa(*(struct in_addr *)hp->h_addr_list[i]));
        i++;
    }
    
    char ip[16] = {0};
    getlocalip(ip);
    printf("local ip : %s\n" , ip);
    return 0;
}

輸出如下：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./getiplist

127.0.1.1

local ip : 127.0.1.1

需要注意的是 hp->h_addr_list 是指針的指針，則hp->h_addr_list[i] 即指針，將其強制轉換為struct in_addr 類型的指針，再通過

inet_ntoa 函數轉換成點分十進制的字符串，即 此 語句 inet_ntoa(*(struct in_addr *)hp->h_addr_list[i]);  的意思。如果某主機配置了多個ip，則將輸出多個 ip地址列表。