c++中的fork函数_基础套接字函数入门2
想知道一个程序a.out是怎么从shell终端运行的吗？想知道并发服务的框架吗？想知道服务器怎么知道客户端的IP地址和端口吗？
1 fork函数
// /usr/include/unistd.h
extern __pid_t fork (void) __THROWNL;调用一次fork有2次返回：
- 在调用进程（父进程）中返回子进程的ID号，
- 在子进程中返回0。
父进程中调用fork，之前打开的所有描述符在fork返回后由子进程共享。fork有两种经典用法：
- 一个进程创建一个自己的副本，每个副本独立工作。
- 一个进程想要执行另一个程序。先调用fork，然后子进程调用exec，把自己替换成新的程序。
面试题：存放在硬盘上的可执行程序文件能够被UNIX执行的唯一办法是什么？
调用exec函数（共有6种）中的某一个，exec把当前进程映像替换成新的程序文件，而且该新程序通常从main函数开始执行。进程ID并不改变，我们称调用exec的进程为调用进程，称新执行的程序为新程序。注意哈，这里没有创建新进程哦，只有fork才会。
2 exec函数
6个exec函数之间的区别：
- 带执行的程序文件是文件名还是路径名。
- 新程序的参数是一个一个列出还是一个指针数组。
- 把调用进程的环境传递给新程序还是给新程序指定新的环境变量。
一般来说，只有execve是内核中的系统调用，其他5个都是调用execve的库函数。
注意：这里使用的指针数组，最后一个元素一定要是NULL，因为没有指定数组元素个数。
// /usr/include/unistd.h
/*路径名，指针数组，显示指定一个环境变量列表*/
extern int execve (const char *__path, char *const __argv[],char *const __envp[])
__THROW __nonnull ((1, 2));
/*路径名，指针数组，使用外部变量environ作为新程序的环境变量*/
extern int execv (const char *__path, char *const __argv[])
__THROW __nonnull ((1, 2));
/*路径名，参数，显示指定一个环境变量列表*/
extern int execle (const char *__path, const char *__arg, ...,char* const __envp)
__THROW __nonnull ((1, 2));
/*路径名，参数，使用外部变量environ作为新程序的环境变量*/
extern int execl (const char *__path, const char *__arg, ...)
__THROW __nonnull ((1, 2));
/*文件名，指针数组，使用外部变量environ作为新程序的环境变量*/
extern int execvp (const char *__file, char *const __argv[])
__THROW __nonnull ((1, 2));
/*文件名，参数，使用外部变量environ作为新程序的环境变量*/
extern int execlp (const char *__file, const char *__arg, ...)
__THROW __nonnull ((1, 2));3 并发服务器简介
当一个连接建立时，accept返回，服务器接着调用fork，然后由子进程服务客户，父进程继续监听等待新的连接。需要注意的是fork之后，文件描述符的引用计数会自动加1，所以父进程需要close掉已经建立连接的connfd，子进程需要close掉监听描述符listenfd。
典型的并发服务器代码框架：
pid_t pid;
int listenfd,connfd;
listenfd = Sokcet(...);
Bind(listenfd,...);
Listen(listenfd,LISTENQ);
for(;;)
{
connfd = Accept(listenfd,...);
if( (pid = Fork()) == 0)
{
/*子进程*/
Close(listenfd);
doit(connfd);
CLose(connfd);
exit(0);
}
/*父进程*/
Close(connfd);
}4 getsockname函数
返回与某个套接字关联的本地协议地址，__len是值-结果参数，__addr需要被内核装填。
// sys/socket.h
extern int getsockname (int __fd, __SOCKADDR_ARG __addr,socklen_t *__restrict __len)
__THROW;使用场景：
- 没有调用bind的TCP客户端：connect返回成功后，getsockname可以获取该连接的本地IP地址和本地端口号。（客户端）
- 通配IP地址调用bind的TCP服务器：accept返回成功后，getsockname可以获取该链接的本地IP地址和本地端口号。（服务端）
5 getpeername函数
返回与某个套接字关联的外地协议地址，__len是值-结果参数，__addr需要被内核装填。
// sys/socket.h
extern int getpeername (int __fd, __SOCKADDR_ARG __addr,socklen_t *__restrict __len)
__THROW;使用场景：
- 当一个服务器是由调用过accept的某个进程，通过调用exec执行程序时，它能够获取客户身份的唯一途径就是调用getpeername。
注意：getpeername需要connfd，这个fd获得有两种方法：
- 调用exec的进程可以把这个描述符格式化成一个字符串，再把它当做作为一个命令行参数传递给新程序。
- 约定在调用exec之前，总是把某个特定描述符置为所接受的已连接套接字的描述符。后面的inetfd采用该方法，总是把描述符0、1、2置为所接受的连接套接字的描述符。
例子：
运行结果：
// 服务端代码
#include "unp.h"
#include <time.h>
int
main(int argc, char **argv)
{
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in cliaddr;
struct sockaddr_in servaddr;
socklen_t clilen;
char buff[MAXLINE];
time_t ticks;
listenfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(13); /* daytime server */
Bind(listenfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr));
Listen(listenfd, LISTENQ);
for ( ; ; ) {
connfd = Accept(listenfd, (SA *) NULL, NULL);
getpeername(connfd,(SA*) &cliaddr,&clilen);
printf("client ip:%sn",sock_ntop((SA*) &cliaddr,clilen));
ticks = time(NULL);
snprintf(buff, sizeof(buff), "%.24srn", ctime(&ticks));
Write(connfd, buff, strlen(buff));
Close(connfd);
}
}- 咦？第一行什么鬼？我们说值-结果参数，这个值一定赋值对，要不然会出错。
声明变量的时候，给个初始化大小即可。socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);
- 那为什么其他的都正确呢？
因为这个clilen变量的作用域内，已经在第一次getpeername后被内核赋予正确的值了呀，下一次的getpeername的值-结果参数就没问题了，这样才能保证sockaddr_in地址结构被正确填写。
参考文献：《UNIX网络编程 卷1：套接字联网API》
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