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1、第四章、多进程并发服务器n多进程并发服务器模型 n进程与fork函数 n第1版多进程并发服务器 n信号机制与Wait函数 n第2版多进程并发服务器 n测试用例1. 多进程并发服务器模型n 迭代服务器的缺陷 Chap3.echo测试用 例中，多用户的情况 连接建立后，没有 accept，连接在哪里 ？ 这是功能上的一个缺 陷n Why？ listen函数队列 accept从已完成队列 的对头摘取新套接字 对客户端的服务是一 个串行的过程Bind Addr.ListenAccept Conn.ProcessClose conn.Accept Req.Process Req.ResponseTCP
2、Iterative servern 多进程并发服务模型 采用多进程的方式引 入并行 目的是：使得每个客 户端都能够得到一个 进程的服务 进程与fork函数Bind Addr.ListenAccept ConnForkClose connected conn. Process Conn.Close connected conn.ExitClose Listening Conn.Server (parent)TCP Concurrent ServerServer (child)2. 进程与fork函数n 进程的概念 在传统的操作系统中，进程是资源的所有者，是CPU 时间片调度的基本单位 在现代操作
3、系统中，引入线程概念后。进程弱化为资 源的所有者，而线程称为调度的基本单元，一个进程 可以容纳多个线程。 本章采用一个进程内只含有一个线程的模型 n 关于Unix进程的基本操作与模型，请参考Unix环境高 级编程一书，本章并不展开。 n 进程的创建，需要调用fork函数fork函数n 函数原型 #include pid_t fork(void); n fork系统调用创建了一个子进程，子进程基本上是父进 程的一个拷贝，这包括可执行代码、堆栈、堆等。 Unix通常采用copy-on-write的方式实现fork，父 子进程通过共享虚拟内存的页表，只有当父子进程修 改它的页表时，才会做拷贝动作。
4、子进程会继承父进程打开的文件描述符，还会父进程 的用户组、进程组、当前的工作目录、执行环境等。 但是，子进程拥有自己的PID、子进程的信号处理函 数也会按照缺省方式初始化、子进程不会继承父进程 的定时器，子进程的信号量也会被初始化。n fork函数返回一个整型的PID，父进程得到的是子进程的 PID，子进程得到的是0。由此可判断当前进程是父进程 还是子进程。pid = fork();pid = fork(); if (pid = 0) /* 子进程 */ else /* 父进程 */ 堆栈代码fork()返回之前pid赋值进入pid=fork();语句之前堆栈代码多进程并发服务器模板pid_t
5、 pid; int listenfd, connfd; listenfd = socket(); bind listen for (;) connfd = accept(listenfd, ); if (pid = fork() = 0) close(listenfd); /* serve the client */ close(connfd); return 0; close(connfd); n 父进程为什么要关闭connfd？子进程为什么要关闭 listenfd？ 父子进程共享打开的文件，因此父子进程都可以对已 打开的文件进行操作。如果父进程不关闭connfd，会 产生什么后果？如果子进
6、程不关闭listenfd，会产生 什么后果？ 父进程关闭connfd，会不会引起四分节的TCP断连过 程？不会，因为引用计数的存在。如何了解文件的引 用计数？inotify(Linux)/kqueue(FreeBSD、Mac osx)套接口在父子进程的变化ServerClientconnect()listenfdConnection requestServerClientconnect()listenfdStatus of client-server after return from acceptconnfdconnectionserver（parent）clientconnect()lis
7、tenfdconnfdconnectionServer（child）listenfdconnfdfork()Status of client-server after fork returnsserver（parent）Clientconnect()listenfdStatus of client-server after parent and child close appropriate socketsconnectionServer（child）connfd3. 第1个版本多进程并发服务器int main(int argc, char *argv) try Address4 addr;
8、TcpSocket sock, sock1; char bufBUFFER_SIZE; size_t ret;addr.hports(LISTEN_PORT); addr.setAny();sock.serve(addr);while (true) sock.accept(sock1);if (Process:fork() = 0) sock.close(); while(true) if (ret = sock1.read(buf, BUFFER_SIZE) = 0) return 0; ret = sock1.write(buf, ret); sock1.close(); catch (E
9、xception RETURN：=0, 表示正确；-1, 出错 n sigaction结构 struct sigaction union _sighandler_t _sa_handler;void (*_sa_sigaction)(int, struct siginfo *, void *); _u; sigset_t sa_mask; unsigned long sa_flags; void (*sa_restorer)(void); ;n 安装函数 void Signal:installSignalHandler(int num, SigFunc func, struct sigacti
10、on sigemptyset( act.sa_flags = 0; if (num = SIGALRM) act.sa_flags |= SA_RESTART; if (sigaction(num, wait与waitpid函数n wait函数 #include pid_t wait(int *status); RETURN: 成功，终止的子进程ID；出错，-1 n wait函数的问题 同时发生的同类信号只触发一次，wait函数只响应触 发的信号，有可能丢失信号n waitpid函数 pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); 当op
11、tions设置为WNOHANG时，如果不指定第1个参数 pid（-1），则会检查是否还有子进程已经终止，从 而干净地处理SIGCHLD信号static void handleSigChld(int num) pid_t pid; int stat;do pid = waitpid(-1, while (pid 0); 信号对阻塞系统调用的影响n 慢系统调用，有可能永远被阻塞的系统调用 read、accept n 阻塞的系统调用除了满足条件从阻塞状态退出外，信号会引起进程 从阻塞态退出。如果由于信号使得系统调用被中断，会返回一个错 误信息EAGAIN。此时，我们需要检查从阻塞态退出的错误值err
12、no RETRY: if (ret = :read(fd_, buf, count) = -1) if (errno = EAGAIN) goto RETRY; else throw EXCEPTION(); 5. 第2版多进程服务器int Process:main(int argc, char *argv) try Address4 addr; TcpSocket sock, sock1; char bufBUFFER_SIZE; size_t ret;pushSignalHandler(SIGCHLD, addr.hports(LISTEN_PORT); addr.setAny();soc
13、k.serve(addr);while (true) sock.accept(sock1);if (fork() = 0) sock.close(); while(true) if (ret = sock1.read(buf, BUFFER_SIZE) = 0) return 0;ret = sock1.write(buf, ret); sock1.close(); catch (Exception return 0; 6. 测试用例n 回归测试 测试单客户是否能正确响应 n 多用户测试 测试在多个客户端同时连入的情况下，是否能够同时 获得服务 n 压力测试 使用单个客户端对服务器做压力测试，
14、测试的目的是 为了了解服务器的latency 小文件的传输时间 大文件的传输时间 使用多个客户端对服务器做压力测试，测试系统的吞 吐量 总的吞吐量测试场测试场 景： n 构造一个空文件，采用一个客户户端测测量传输时间传输时间 n 下载载一个大尺寸文件，例如Ubuntu.iso。采用一个客户户 端测测量传输时间传输时间 ，记录传输时间记录传输时间 ，计计算bps n 同时时启动动多个客户户端，传输传输 ubuntu.iso文件，分别记别记 录录每个客户户端的传输时间传输时间 ，计计算bps；然后相加，得到 总总的吞吐量服务器类型Latency（us） Throughput（ bps） 迭代式服务
15、器多进程并发服 务器n 边界条件测试 超时 未知位置的主机 主机断网 主机崩溃 RST 端口未打开 不存在连接 连接已关闭 服务关闭 主机关机vmware上的测试测试 手段n 断网 单击单击 ，选择选择 disconnect n 主机崩溃溃 单击单击 pause按钮钮 n 不存在连接 断开网络络，重启 n 连接已关闭（SIGPIPE） kill服务务器，测试测试 客户户端 n 主机关机 sudo halt作业n 使用多进程方式编写echo服务器，并构造测试环境进行 如下测试 回归测试 测试单客户是否能正确响应 多用户测试 测试在多个客户端同时连入的情况下，是否能够同时获得服 务 压力测试 使用单个客户端对服务器做压力测试 l小文件的传输时间 l大文件的传输时间 使用多个客户端对服务器做压力测试 l总的吞吐量 边界条件测试 超时 l未知位置的主机 l主机断网 l主机崩溃 RST l端口未打开 l不存在连接 l连接已关闭（SIGPIPE） l服务关闭 l主机关机思考题n 编制C+代码，封装信号、进程、文件操作 n 阅读Unix环境高级编程第2版，第7/8/9/10章，复习 进程、信号的相关知识 n 分析Linux源码中signal的实现机制 n 编制程序检验wait函数的问题
