UDP并发服务器之多进程并发

一、常见的服务器类型

在网络程序里面，通常都是一个服务器处理多个客户端。为了处理多个客户端的请求, 服务器端程序有不同的处理方式。

1. 迭代服务器

大多数UDP都是迭代运行，服务器等待客户端的数据，收到数据后处理该数据，送回其应答，在等待下一个客户端请求。

2. 并发服务器

并发服务器是指在同一个时刻可以响应多个客户端的请求
本质是创建多进程/多线程，对多数用户的信息进行处理
UDP协议一般默认是不支持多线程并发的，因为默认UDP服务器只有一个sockfd，所有的客户端都是通过同一个sockfd进行通信的。udp使用一个socket，如何做到做并发呢？

3. UDP并发服务器使用的场景

当UDP协议针对客户请求的处理需要消耗过长的时间时，我们期望UDP服务器具有某种形式的并发性。

二、UDP多进程并发服务器

1. 场景设计

多个udp客户端需要先验证密钥是否正确后，才允许进行数据交互。假设密钥为"root"。（类似于登录功能）服务器接收到客户端信息，需要考虑两种情况<1>A用户的密钥验证请求消息<2>B用户的数据交互接收消息

2. 框架图

3. 使用场景

当UDP服务器与客户端交互多个数据报。问题在于每个客户都是往服务器端的同一个的端口发送数据，并用的同一个sockfd。并发服务器的每一个子进程如何正确区分每一个客户的数据报（涉及到进程的调度问题，如何避免一个子进程读取到不该它服务的客户发送来的数据报）。

解决的方法是服务器（知名端口）等待客户的到来，当一个客户到来后，记下其IP和port，然后服务器fork一个子进程，建立一个socket再bind一个随机端口，然后建立与客户端的连接，并处理该客户的请求。父进程继续循环，等待下一个客户的到来。在tftpd中就是使用这种技术的。

UDP并发服务器的多进程并发是一种常见的并发处理方式，通过为每个客户端请求创建一个独立的子进程来实现并发处理。以下是关于UDP并发服务器多进程并发的详细讲解：

三、

1. 基本原理

UDP是一种无连接的协议，数据包独立发送，服务器不需要维护与客户端的长期连接。在多进程并发模型中，父进程负责监听UDP端口，接收客户端的请求，然后为每个请求创建一个子进程来处理具体的通信。

2. 实现步骤

（1）父进程初始化

父进程创建一个UDP套接字，并绑定到指定的IP地址和端口。然后进入循环，等待客户端的请求

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(port);
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

2）接收请求并创建子进程

父进程接收客户端发送的数据包，然后通过fork()创建一个子进程来处理该请求

while(1) {struct sockaddr_in client_addr;socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);char buffer[1024];int n = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);if(n > 0) {pid_t pid = fork();if(pid == 0) { // 子进程close(sockfd); // 子进程关闭父进程的套接字// 子进程处理客户端请求handle_request(buffer, client_addr, client_addr_len);exit(0);}}
}

（3）子进程处理请求

子进程接收父进程传递的客户端信息后，使用自己的套接字与客户端进行通信

void handle_request(char* buffer, struct sockaddr_in client_addr, socklen_t client_addr_len) {int new_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);// 子进程绑定到一个新的端口struct sockaddr_in new_server_addr;memset(&new_server_addr, 0, sizeof(new_server_addr));new_server_addr.sin_family = AF_INET;new_server_addr.sin_port = htons(0); // 系统自动分配端口new_server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;bind(new_sockfd, (struct sockaddr*)&new_server_addr, sizeof(new_server_addr));// 向客户端发送响应sendto(new_sockfd, "Hello from server", 18, 0, (struct sockaddr*)&client_addr, client_addr_len);close(new_sockfd);
}