C기반 I/O Multiprocessing - 10. 멀티 프로세싱 기반 서버

C기반 I/O Multiprocessing - 8. 드디어 올리는 멀티 프로세싱

 

 

C기반 I/O Multiprocessing - 9. 멀티 프로세싱에서 좀비 문제

이전 시리즈(?) 들이다.

이전 내용들을 토대로 멀티 프로세싱 서버를 구현해볼 것이다. 간단하게 특징있는 부분만 짚어본다.

시그널을 등록하는 코드.

파일 디스크립터와 소켓의 관계를 보여준다.

프로세스가 복제가 되면 서버 소켓에 해당하는 파일 디스크립터도 복제가 되고, 클라이언트 소켓에 해당하는 파일 디스크립터도 복제가 된다. 그렇지만 파일 디스크립터는 프로세스의 소유이고, 소켓을 가리키는 숫자에 불과하기 때문에 복제가 되도 상관없지만 소켓 같은 경우는 운영체제 소유이기 때문에 복제가 되지 않고, 복제 되어서도 안된다. 

그렇지만 소켓을 제거하려면 해당 소켓을 동일하게 가리키는 파일 디스크립터를 모두 제거해야한다. 부모든 자식이든. 그렇기 때문에 각 부모, 자식에서는 필요한 디스크립터만 살려두고 나머지를 제거해야 나중에 잊지 않고 완벽하게 소켓을 제거할 수 있다.

전체 코드 및 실행 결과

 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
 
#define BUFSIZE 30
 
void ErrorMsg(const char *msg);
void GetChildReturnValue(int sig);
 
int main(void)
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    struct sockaddr_in serv_addr, clnt_addr;
 
    int first_clnt_sock = -1, last_clnt_sock = -1, i = 0;
 
    pid_t pid;
    struct sigaction act;
 
    socklen_t addr_size;
    int strLen, state;
 
    char buf[BUFSIZE];
 
    act.sa_handler = GetChildReturnValue;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    state = sigaction(SIGCHLD, &act, 0);
 
    serv_sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(serv_sock == -1)
        ErrorMsg("socket() error");
 
    memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_addr.sin_port = htons(7010);
 
    if(bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1)
        ErrorMsg("bind() error");
 
    if(listen(serv_sock, 5) == -1)
        ErrorMsg("listen() error");
 
    while(1)
    {
        addr_size = sizeof(clnt_addr);
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_addr, &addr_size);
        if(clnt_sock == -1)
            continue;
        else
            printf("새로운 클라이언트가 접속 [%d]\n", clnt_sock);
 
        // 서버 측에서 클라이언트 소켓을 일괄 제거 하기 위함.
        // 리눅스에서는 파일 디스크립터가 1씩 증가함을 전제로 작성됨.
        // 아래 로직 영역이 없으면 클라이언트 디스크립터는 항상 같은 값을 나타냄..
        if(first_clnt_sock == -1)
            first_clnt_sock = clnt_sock; // 처음 디스크립터 값만 기록함.
        last_clnt_sock = clnt_sock; // 계속 갱신.
 
        pid = fork();
        /*
            이 때, 프로세스가 복사되면서 파일 디스크립터 값 또한 복사가 된다. 다만 소켓은 복사 되지 않는다.
            그 이유는 소켓은 운영체제 소유, 파일 디스크립터는 프로세스의 소유.
 
            하나의 소켓에 두 개의 파일 디스크립터가 존재하는 경우에는 두 개의 파일 디스크립터가 모두
            소멸되어야 소켓이 비로소 소멸된다.
 
            -> 그렇기 때문에 꼭 서로에게 상관 없는 소켓의 파일 디스크립터는 꼭 닫아줘야 한다.
            -> 부모 프로세스의 영역에서 위 라인에서 얻은 클라이언트 소켓을 꼭 닫아준다.
        */
        if(pid == -1) // 프로세스 생성이 제대로 안 됐을 경우에는
        {
            close(clnt_sock); // 연결을 끊어버림. 왜냐하면 프로세스 생성이 제대로 안됐기 때문에.
            continue; // 또 다른 접속을 받기 위함.
        }
 
        if(pid == 0) // 자식 프로세스 실행 영역
        {
            close(serv_sock);
            // 자식 프로세스에서는 서버 소켓은 필요 없다. 연결된 클라이언트에 대해서만 처리하면 되기 때문.
            // 하나의 소켓, 둘의 파일 디스크립터이므로 꼭 닫아줘야한다.
            while((strLen = read(clnt_sock, buf, BUFSIZE)) != 0)
            {
                printf("[%d]로부터 온 메시지 : [%s]\n", clnt_sock, buf);
                write(clnt_sock, buf, strLen); // 내용을 다시 보냄. 에코.
            }
 
            close(clnt_sock);
            printf("클라이언트 종료 : [%d]\n", clnt_sock);
 
            return 0; // 자식 클라이언트에서의 인자 전달이 이루어짐.
        }
        else // 부모 프로세스 실행 영역
        {
            // 부모 실행 영역에서는 실행할 로직이 없다.
        }
    }
    // 안타깝게도 이를 실행할 수 있는 방법은 현재까지 공부한 내용으로는 없다.
    // 부모 프로세스에서 쓰레드 등을 이용해서 위의 while(1)을 탈출할 수 있도록 해야한다.
 
    for( i = first_clnt_sock; i <= last_clnt_sock; i++)
        close(i);
 
    return 0;
}
 
void GetChildReturnValue(int sig)
{
    int status;
    pid_t pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    if(WIFEXITED(status))
    {
        printf("종료 처리된 자식 프로세스가 소멸되었습니다.[pid:%d][return:%d]\n", pid, WEXITSTATUS(status));
    }
    return;
}
 
void ErrorMsg(const char *msg)
{
    fputs(msg, stderr);
    fputc('\n',stderr);
    exit(1);
}