任意雙向UNIX套接字通信

Question

我一直在C中處理一個複雜的服務器 - 客戶機系統，我不確定如何實現套接字通信。

簡而言之，系統是一個服務器應用程序，它與數據庫通信並使用UNIX套接字與一個或多個使用fork()創建的子進程進行通信。孩子的目的是運行遊戲服務器。啓動遊戲服務器的過程如下所示：

1. 服務器/「管理器」標識要創建的數據庫中的遊戲服務器。 （假定數據庫通信已經排序。）
2. 經理分出一個孩子（「遊戲控制器」）。
3. 遊戲控制器設置了兩個管道對，然後分叉，用管道替換其子標準輸入，並使用另一個管道輸出標準輸出和標準錯誤。
4. 遊戲控制器的小孩然後運行execlp()開始運行實際的遊戲服務器可執行文件。

我對套接字的使用經驗很少。在GNU C文檔here中的簡單示例中，我已經在將多個客戶端「複用」之前在服務器應用程序上使用了select()。

我現在有一個新的挑戰，因爲系統必須能夠做更多的事情：管理者需要能夠隨意地發送命令給遊戲控制器的孩子（它會通過定期檢查數據庫來發現）並獲得回覆，但也期望從它們傳入的任意命令/錯誤併發送回應。

所以，我需要一種「上下文」系統，其中套接字僅在它們之間有意義。換句話說，當一個命令從管理器發送到遊戲控制器時，每一方都需要知道誰在問，並知道答覆是什麼（因此，它是哪個命令的答覆）。

由於select()僅用於瞭解何時有傳入數據，並且線程應該阻塞它，我是否需要另一個線程來發送數據並獲取答覆？這是否需要每個遊戲控制器（儘管在技術上都是「客戶端」）使用偵聽套接字並使用select()？

我希望我已經簡明地解釋了系統和問題;如果需要，我會添加更多細節。謝謝！

Answer 1

好的，我仍然不確定自己是否明白自己的問題所在，所以我只想談談編寫客戶端/服務器應用程序的一些問題。如果我走錯了路，請告訴我。

1. 服務器將知道哪些客戶端對應哪個客戶端將告訴服務器的方式。基本上，你需要有一個登錄協議。當遊戲控制器連接到服務器時，它會發送一條消息，指出「嗨，我正在註冊爲主機xyz上的控制器foo1，端口abc ...」以及服務器需要了解其客戶端的其他信息。服務器將保留一個將套接字映射到客戶端元數據，狀態等的數據結構。每當它收到新消息時，它都可以輕鬆地將傳入主機/端口映射到其元數據。或者您的協議可能要求在每個傳入消息中，意願客戶端將其註冊的名稱作爲字段發送。

2. 處理請求/響應可以通過幾種方式完成。首先讓我們在服務器端處理它的網絡部分。正如您所提到的，一種管理方法是使用select（或poll或epoll）來複用套接字。實際上，這通常被認爲是更復雜的做事方式。另一種方法是爲每個傳入的客戶端生成一個線程（或者fork一個進程，這些在目前不太常見）。每個產生的線程都可以讀取它自己分配的套接字，一次響應一條消息，而不必擔心除了正在處理的其他客戶端之外還有其他客戶端。如果有很多客戶端，這個簡單的一對一線程到套接字模型就會崩潰，但如果情況並非如此，那麼值得考慮。

第2部分確實只涵蓋了向服務器發送消息的客戶端和服務器的回覆。當服務器想要啓動通信時會發生什麼？它是如何做到的以及客戶如何處理它？另外，您如何在應用程序級別對通信進行建模，這意味着假設讀/寫部分已關閉，我們如何知道要發送的內容？你可能想要用狀態機來模擬事物。還有很多事情要處理，比如當客戶端崩潰時會發生什麼？什麼時候服務器崩潰？另外，如果你真的有心使用select，也許是因爲你期望很多客戶？明天我會試着增加更多答案。