Chapter 11 프로세스 간 통신

1. 파이프 기반 프로세스 통신

프로세스 간 통신을 하려면 프로세스끼리 메모리를 공유해야 한다.

파이프 기반으로 프로세스를 만들면, 메모리를 공유할 수 있다.

 

pipe1.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define BUF_SIZE 30

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fds[2]; //파일 디스크립터 array 
	char str[]="Who are you?"; //주고 받을 메세지 
	char buf[BUF_SIZE];
	pid_t pid;
	
	pipe(fds); //pipe생성 fds[0], fds[1]  
	pid=fork(); 
	if(pid==0)
	{ //자식 프로세스 동작 
		write(fds[1], str, sizeof(str)); //fds[1]을 통해 자식 프로세스 -> 부모 프로세스로 출력
	}
	else
	{ //부모 프로세스 동작 
		read(fds[0], buf, BUF_SIZE); //fds[0]을 통해 부모 프로세스에서 입력받음
		puts(buf);
	}
	return 0;
}

 

 

 

 

[잘못된 방식의 양방향 통신]

pipe2.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define BUF_SIZE 30

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fds[2];
	char str1[]="Who are you?";
	char str2[]="Thank you for your message";
	char buf[BUF_SIZE];
	pid_t pid;

	pipe(fds); //fds[0], fds[1] 즉, 파이프는 1개만 생성된다.  
    			//fds[0]은 입력부이고, fds[1]은 출력부이다.
	pid=fork();

	if(pid==0)
	{
		write(fds[1], str1, sizeof(str1)); //str1이 자식프로세스->부모프로세스로 간다.
		sleep(2); //2초 슬립을 줘서, 쓰기 하는 동안 다른 명령을 못하게 막는다. 
		read(fds[0], buf, BUF_SIZE);
		printf("Child proc output: %s \n",  buf);
	}
	else
	{
		read(fds[0], buf, BUF_SIZE); //자식 프로세스로부터 str1을 입력받는다. 
		printf("Parent proc output: %s \n", buf);
		write(fds[1], str2, sizeof(str2)); //자식 프로세스에게 str2를 전송한다. 
		sleep(3); //3초 슬립을 줘서, 쓰기 하는 동안 다른 명령을 못하게 막는다. 
	}
	return 0;
}

 

파이프가 하나이기 때문에 읽고 쓰는 타이밍에 따라서 문제가 발생할 수 있다.

슬립 명령어를 주석처리하면, 문제가 발생할 수 있다.

 

 

 

 

 

[파이프를 2개 만들어서 문제를 해결하자.(출력부 1개, 입력부 1개)]

pipe3.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define BUF_SIZE 30

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fds1[2], fds2[2];
	char str1[]="Who are you?";
	char str2[]="Thank you for your message";
	char buf[BUF_SIZE];
	pid_t pid;
	
	pipe(fds1), pipe(fds2); //fds1은 자식->부모로 가는 파이프 fds2는 부모->자식으로 가는 파이프
	pid=fork();
	
	if(pid==0)
	{
		write(fds1[1], str1, sizeof(str1));
		read(fds2[0], buf, BUF_SIZE);
		printf("Child proc output: %s \n",  buf);
	}
	else
	{
		read(fds1[0], buf, BUF_SIZE);
		printf("Parent proc output: %s \n", buf);
		write(fds2[1], str2, sizeof(str2));
		sleep(3);//슬립..? 부모 프로세스의 종료 지연
	}
	return 0;
}

 

 

 

 

 

2. 프로세스 간 통신을 이용한 서버 구현

메세지를 저장하는 에코 서버

echo_storeserv.c

#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 BUF_SIZE 100
void error_handling(char *message);
void read_childproc(int sig);

int main(int argc, char *argv[])
{
	int serv_sock, clnt_sock;
	struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
	int fds[2]; //파이프를 사용하기 위한 변수 선언 
	
	pid_t pid;
	struct sigaction act; //시그널 생성, 소켓 닫힘 여부 확인 
	socklen_t adr_sz;
	int str_len, state;
	char buf[BUF_SIZE];
	if(argc!=2) {
		printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}

	act.sa_handler=read_childproc; //시그널 핸들러, 읽기 동작 구현 
	sigemptyset(&act.sa_mask);
	act.sa_flags=0;
	state=sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

	serv_sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); //서버 소켓 선언 
	memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family=AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
	serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[1]));
	
	if(bind(serv_sock, (struct sockaddr*) &serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
		error_handling("bind() error"); //서버 소켓 바인드
	if(listen(serv_sock, 5)==-1)
		error_handling("listen() error"); //서버 소켓 연결 대기 
	
	pipe(fds); //파이프 생성 
	pid=fork();  //자식 프로세스 생성 
	if(pid==0)
	{
		FILE * fp=fopen("echomsg.txt", "wt"); //읽은 메세지 저장하기 위한 파일 생성 
		char msgbuf[BUF_SIZE];
		int i, len;

		for(i=0; i<10; i++)
		{
			len=read(fds[0], msgbuf, BUF_SIZE);
			fwrite((void*)msgbuf, 1, len, fp); //메세지 읽은 것을 바로바로 파일에 저장 
		}
		fclose(fp);
		return 0;
	}

	while(1)
	{
		adr_sz=sizeof(clnt_adr);  
		clnt_sock=accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &adr_sz);
		if(clnt_sock==-1)
			continue;
		else
			puts("new client connected...");

		pid=fork(); //자식 프로세스를 이용하여 클라이언트 다중 접속 허용 
		if(pid==0) //자식 프로세스는 
		{
			close(serv_sock);
			while((str_len=read(clnt_sock, buf, BUF_SIZE))!=0)
			{
				write(clnt_sock, buf, str_len);
				write(fds[1], buf, str_len);
			}
			
			close(clnt_sock);
			puts("client disconnected...");
			return 0;
		}
		else
			close(clnt_sock);
	}
	close(serv_sock);
	return 0;
}

void read_childproc(int sig)
{
	pid_t pid;
	int status;
	pid=waitpid(-1, &status, WNOHANG);
	printf("removed proc id: %d \n", pid);
}
void error_handling(char *message)
{
	fputs(buf, stderr);
	fputc('\n', stderr);
	exit(1);
}

 

 

 

위 서버와 통신할 클라이언트는 이전글에서 구현한 echo_mpclient.c 이다.

2019/10/30 - [1. 프로그래밍/4) Network] - Chapter 10 멀티 프로세스 기반의 서버 구현

 

echo_mpclient.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
void read_routine(int sock, char *buf);
void write_routine(int sock, char *buf);

int main(int argc, char *argv[])
{
	int sock;
	pid_t pid;
	char buf[BUF_SIZE];
	struct sockaddr_in serv_adr;
	if(argc!=3) {
		printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	
	sock=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
	memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
	serv_adr.sin_family=AF_INET;
	serv_adr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
	serv_adr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
	
	if(connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_adr, sizeof(serv_adr))==-1)
		error_handling("connect() error!");

	pid=fork();
	if(pid==0)
		write_routine(sock, buf);
	else 
		read_routine(sock, buf);

	close(sock);
	return 0;
}

void read_routine(int sock, char *buf)
{
	while(1)
	{
		int str_len=read(sock, buf, BUF_SIZE);
		if(str_len==0)
			return;

		buf[str_len]=0;
		printf("Message from server: %s", buf);
	}
}
void write_routine(int sock, char *buf)
{
	while(1)
	{
		fgets(buf, BUF_SIZE, stdin);
		if(!strcmp(buf,"q\n") || !strcmp(buf,"Q\n"))
		{	
			shutdown(sock, SHUT_WR);
			return;
		}
		write(sock, buf, strlen(buf));
	}
}
void error_handling(char *message)
{
	fputs(message, stderr);
	fputc('\n', stderr);
	exit(1);
}