Linux TCP server系列（3）-fork注意事项

前两篇文章都是使用fork子进程来处理客户端请求，所以我们需要在这里了解一下fork的具体信息。

    当server从accept返回时，它获得socket连接另一端的client socket 文件描述符和socket地址信息，然后使用fork创建子进程来执行对应client socket上的操作。

    使用fork应该注意以下几点：

    （1）子进程可以关闭不必要的文件描述符或者释放其他资源，因为使用fork后，如果子进程不调用exec以使用新的进程空间的话，子进程会复制父进程的进程空间内容，包括数据段等（代码段是共享的，数据段等采用一种写时复制的策略来提高性能）。所以不必要的资源可以尽快释放。

    （2）由于子进程在退出后会成为僵尸进程，这些信息会遗留在父进程内，所以父进程注册所监听的信号及其处理函数（SIGCHLD是子进程退出时向父进程发送的信号，默认情况下是不采取任何动作，所以我们需要调用wait或者waitpid来彻底清除子进程。）较为常用的信号注册和信号处理可以在fork前调用，使得子进程也可以完成同样的功能。

    （3）最后父进程要关闭已经accept返回的socket文件描述符，因为父进程不处理相应活动，而是交由fork出来的子进程来处理。

    （4）使用fork的时候，要注意它对父子进程有执行顺序是不做任何限制的（vfork的话会先运行子进程），所以必要的时候可以让进程睡眠或者用消息唤醒。

    （5）注意虽然子进程复制了父进程，但是还有下面这些东西是不同的：

       1. 子进程ID

       2. 虽然子进程复制了父进程的file descriptors，但是他们都指向同一个open file description（也就是文件表项），所以类似于文件偏移量等还是共享的。

       3. 子进程的tms_utime, tms_stime,tms_cutime,tms_cstime都被设置为0

       4. 父进程的文件锁不会被继承

       5. the set of signals pending for the child process shall be initialized to the empty set

       6. 父进程中已打开的semaphore，在子进程中仍然继续打开

       7. 最好在单线程的进程内使用fork，不然在多线程的情况下会有很多冗余（例如一些互斥量等可能会带来一些同步性的问题）

    使用fork会有以下问题：

       1 fork是昂贵的，内存映像要从父进程拷贝到子进程，所有描述字要在子进程中复制等等，还有进程的上下文切换开销。

       2 fork子进程后，需要用 进程间通信IPC 在父子进程之间传递信息，特别是fork内的信息。

    这时候可以考虑使用线程！它比较轻，创建速度比进程快10-100倍。但因为线程共享全局内存，所以也就带来了同步的问题。（注意errno自有）

下面是copy过来的一个不完整的例子,主要是处理线程间数据共享的问题,如其中的connfd.

static int sockfd;

static FILE *fp;

void str_cli( FILE *fp_arg, int sockfd_arg)    

{

  char recvline[MAXLINE];

  pthead_t tid;

  sockfd = sockfd_arg;

  fp = fp_arg;

  pthread_create(&tid,NULL,copyto,NULL); 

  while( readline(sockfd,recvline,MAXLINE)>0)

     fputs(recvline,stdout);

}

void *copyto( void *arg)

{ 

  char sendline[MAXLINE]; 

  while( fgets(sendline,MAXLINE,fp)!=NULL)

    write(sockfd,sendline,strlen(sendline));

  shutdown(sockfd,SHUT_WR);

  return NULL;

}

static void *doit(void *arg) 

{ 

pthread_detach(pthread_self()); 

connfd = *((int*)arg);

str_echo( connfd ); 

close(connfd ); 

return NULL; 

free(arg); //记得一定要free掉，不然内存泄露

}

int main( int argc, char **argv)

{

  int listenfd,connfd;

  socklen_t addrlen, len;

  struct sockaddr *cliaddr; 

  pthread_t tid;

  if( argc==2)

    listenfd = tcp_listen(NULL,argv[1],&addrlen);

  else if( argc==3)

    listenfd = tcp_listen(argv[1] , argv[2], &addrlen);

  else

    err_quit (“usage: tcpserv01[<host>]<service or port>”);

  cliaddr=malloc(addrlen);

  for(;;)

  {

    len=addrlen;

    connfd=accept( listenfd, cliaddr, &len);

    pthread_create ( &tid, NULL, &doit, (void*)connfd);      //accept之后创建线程来处理connfd上的信息交互

   //线程传入的参数是新接的socket

   //注意！我们将整型变量connfd强制转换为void指针，虽然通常都是4个字节，但是不能保证在所有系统上工作。

   //如果我们传入connfd的地址呢 (void*)&connfd？ 这样也不行。因为取地址就是取到实际对象了，而下次accept会覆盖connfd，这样就会造成共享变量的竞争访问！！！

   /* //选择下面这种方式会更好

    for(;;)

    {

      len=addrlen;

      lptr=malloc(sizeof(int));

      *lptr=accept(listenfd,cliaddr,&len);

      pthread_create(NULL,NULL,&doit,lptr);

    }

   */

}

}