c - Socket编程-多连接: Forking or FD_SET?

Question

我试图了解套接字编程和处理多个连接时的不同做法。特别是当服务器需要为多个客户端提供服务时。

我看过一些代码示例；其中一些使用 fd_set 而另一些使用 fork() 系统调用。

大致:

FD_SET

//Variables
fd_set fds, readfds;

//bind(...)
//listen(...)
FD_ZERO(&fds);
FD_SET(request_socket, &fds);

while(1) {
    readfds = fds;
    if (select (FD_SETSIZE, &readfds, NULL, NULL, NULL) < 0)
        //Something went wrong

    //Service all sockets with input pending
    for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
        if (FD_ISSET (i, &readfds)) {
            if (i == request_socket) {
               /* Connection request on original socket. */
               int new;
               size = sizeof (clientname);
               new = accept (request_socket, (struct sockaddr *) &clientname, &size);
                if (new < 0)
                    //Error

                fprintf (stderr, "Server: connect from host %s, port %hd.\n", inet_ntoa (clientname.sin_addr), ntohs (clientname.sin_port));
                FD_SET (new, &fds);
          }
          else {
              /* Data arriving on an already-connected socket. */
              if (read_from_client (i) < 0) {  //handles queries
                  close (i);
                  FD_CLR (i, &fds);
              }
          }//end else

fork()

//bind()
//listen()

while(1) {
    //Connection establishment
    new_socket = accept(request_socket, (struct sockaddr *) &clientaddr, &client_addr_length);

    if(new_socket < 0) {
        error("Error on accepting");
    }

    if((pid = fork()) < 0) {
        error("Error on fork");
    }
    if((pid = fork()) == 0) {
        close(request_socket);
        read_from_client(new_socket);
        close(new_socket);
        exit(0);
    }
    else {
        close(new_socket);
    }
}

我的问题是:这两种做法(fd_set 和fork)之间的区别是什么？一个比另一个更合适吗？

Answer 1

您可以在两种方法中选择一种，select() 或 fork()，这取决于您在收到请求后必须执行的 IO 操作的性质来自客户端的连接。

许多 IO 系统调用都是阻塞的。当一个线程在为一个客户端执行的 IO 上被阻塞时(例如连接到数据库或服务器、读取磁盘上的文件、从网络读取等)，它不能满足其他客户端的请求。如果您使用 fork() 创建一个新进程，那么每个进程都可以独立阻塞，而不会妨碍其他连接的进展。虽然为每个客户端启动一个进程似乎是有利的，但它有缺点:多个进程更难协调，并且消耗更多资源。方法没有对错之分，一切都是权衡取舍。

您可以阅读“事件与线程”以了解要考虑的各种权衡:参见:Event Loop vs Multithread blocking IO

select() 系统调用方法(您称之为 FD_SET 方法)通常归类为 轮询 方法。使用此方法，进程可以同时等待多个文件描述符事件，在那里休眠，并在 至少 FD_SET 中指定的文件描述符之一出现事件时被唤醒>。您可以阅读有关 select 的手册页以获取详细信息(man 2 select)。一旦新数据到达任何感兴趣的套接字，这将允许服务器进程一点一点地从多个客户端读取(但一次仍然是一个)。

尝试在没有可用数据的套接字上调用 read() 会阻塞——select 只是确保您只在有可用数据的套接字上调用。它通常在循环中调用，以便进程返回以进行下一项工作。以这种风格编写程序通常会迫使人们以迭代方式谨慎地处理请求，因为您希望避免在单个进程中发生阻塞。

fork() (man 2 fork) 创建一个子进程。子进程是用在父进程中打开的文件描述符的副本创建的，这解释了系统调用返回时所有的 fd 关闭业务。一旦您有一个子进程来处理客户端的套接字，您就可以编写带有阻塞调用的简单线性代码，而不会影响其他连接(因为这些连接将由服务器的其他子进程并行处理)。