tcp多线程并发服务器

多线程服务器是对多进程服务器的改进，由于多进程服务器在创建进程时要消耗较大的系统资源，所以用线程来取代进程，这样服务处理程序可以较快的创建。据统计，创建线程与创建进程要快 10100 倍，所以又把线程称为“轻量级”进程。线程与进程不同的是：一个进程内的所有线程共享相同的全局内存、全局变量等信息，这种机制又带来了同步问题。

tcp多线程并发服务器框架:

我们在使用多线程并发服务器时，直接使用以上框架，我们仅仅修改client_fun()里面的内容。 代码示例： #include #include #include #include #include #include #include #include /************************************************************************ 函数名称： void *client_fun(void *arg) 函数功能： 线程函数,处理客户信息 函数参数： 已连接套接字 函数返回： 无 ************************************************************************/ void *client_fun(void *arg) { int recv_len = 0; char recv_buf[1024] = ""; // 接收缓冲区 int connfd = (int)arg; // 传过来的已连接套接字 // 接收数据 while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0) { printf("recv_buf: %s ", recv_buf); // 打印数据 send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 给客户端回数据 } printf("client closed! "); close(connfd); //关闭已连接套接字 return NULL; } //=============================================================== // 语法格式： void main(void) // 实现功能： 主函数，建立一个TCP并发服务器 // 入口参数： 无 // 出口参数： 无 //=============================================================== int main(int argc, char *argv[]) { int sockfd = 0; // 套接字 int connfd = 0; int err_log = 0; struct sockaddr_in my_addr; // 服务器地址结构体 unsigned short port = 8080; // 监听端口 pthread_t thread_id; printf("TCP Server Started at port %d! ", port); sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建TCP套接字 if(sockfd < 0) { perror("socket error"); exit(-1); } bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 初始化服务器地址 my_addr.sin_family = AF_INET; my_addr.sin_port = htons(port); my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); printf("Binding server to port %d ", port); // 绑定 err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); if(err_log != 0) { perror("bind"); close(sockfd); exit(-1); } // 监听，套接字变被动 err_log = listen(sockfd, 10); if( err_log != 0) { perror("listen"); close(sockfd); exit(-1); } printf("Waiting client... "); while(1) { char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = ""; // 用于保存客户端IP地址 struct sockaddr_in client_addr; // 用于保存客户端地址 socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); // 必须初始化!!! //获得一个已经建立的连接 connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len); if(connfd < 0) { perror("accept this time"); continue; } // 打印客户端的 ip 和端口 inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN); printf("---------------------------------------------- "); printf("client ip=%s,port=%d ", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port)); if(connfd > 0) { //由于同一个进程内的所有线程共享内存和变量，因此在传递参数时需作特殊处理，值传递。 pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)connfd); //创建线程 pthread_detach(thread_id); // 线程分离，结束时自动回收资源 } } close(sockfd); return 0; }
运行结果：

注意：

1.上面pthread_create()函数的最后一个参数是void *类型，为啥可以传值connfd？

while(1) { int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len); pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)connfd); pthread_detach(thread_id); }

因为void *是4个字节，而connfd为int类型也是4个字节，故可以传值。如果connfd为char、short,上面传值就会出错

2.上面pthread_create()函数的最后一个参数是可以传地址吗？可以，但会对服务器造成不可预知的问题

while(1) { int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len); pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)&connfd); pthread_detach(thread_id); }
原因：假如有多个客户端要连接这个服务器，正常的情况下，一个客户端连接对应一个 connfd，相互之间独立不受影响，但是，假如多个客户端同时连接这个服务器，A 客户端的连接套接字为 connfd，服务器正在用这个 connfd 处理数据，还没有处理完，突然来了一个 B 客户端，accept()之后又生成一个 connfd, 因为是地址传递， A 客户端的连接套接字也变成 B 这个了，这样的话，服务器肯定不能再为 A 客户端服务器了

2.如果我们想将多个参数传给线程函数，我们首先考虑到就是结构体参数，而这时传值是行不通的，只能传递地址。

这时候，我们就需要考虑多任务的互斥或同步问题了，这里通过互斥锁来解决这个问题，确保这个结构体参数值被一个临时变量保存过后，才允许修改。
#include pthread_mutex_t mutex; // 定义互斥锁，全局变量 pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁，互斥锁默认是打开的 // 上锁，在没有解锁之前，pthread_mutex_lock()会阻塞 pthread_mutex_lock(&mutex); int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len); //给回调函数传的参数，&connfd，地址传递 pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd); //创建线程 // 线程回调函数 void *client_process(void *arg) { int connfd = *(int *)arg; // 传过来的已连接套接字 // 解锁，pthread_mutex_lock()唤醒，不阻塞 pthread_mutex_unlock(&mutex); return NULL; }

示例代码： #include #include #include #include #include #include #include #include pthread_mutex_t mutex; // 定义互斥锁，全局变量 /************************************************************************ 函数名称： void *client_process(void *arg) 函数功能： 线程函数,处理客户信息 函数参数： 已连接套接字 函数返回： 无 ************************************************************************/ void *client_process(void *arg) { int recv_len = 0; char recv_buf[1024] = ""; // 接收缓冲区 int connfd = *(int *)arg; // 传过来的已连接套接字 // 解锁，pthread_mutex_lock()唤醒，不阻塞 pthread_mutex_unlock(&mutex); // 接收数据 while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0) { printf("recv_buf: %s ", recv_buf); // 打印数据 send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 给客户端回数据 } printf("client closed! "); close(connfd); //关闭已连接套接字 return NULL; } //=============================================================== // 语法格式： void main(void) // 实现功能： 主函数，建立一个TCP并发服务器 // 入口参数： 无 // 出口参数： 无 //=============================================================== int main(int argc, char *argv[]) { int sockfd = 0; // 套接字 int connfd = 0; int err_log = 0; struct sockaddr_in my_addr; // 服务器地址结构体 unsigned short port = 8080; // 监听端口 pthread_t thread_id; pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥锁，互斥锁默认是打开的 printf("TCP Server Started at port %d! ", port); sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建TCP套接字 if(sockfd < 0) { perror("socket error"); exit(-1); } bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 初始化服务器地址 my_addr.sin_family = AF_INET; my_addr.sin_port = htons(port); my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); printf("Binding server to port %d ", port); // 绑定 err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr)); if(err_log != 0) { perror("bind"); close(sockfd); exit(-1); } // 监听，套接字变被动 err_log = listen(sockfd, 10); if( err_log != 0) { perror("listen"); close(sockfd); exit(-1); } printf("Waiting client... "); while(1) { char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = ""; // 用于保存客户端IP地址 struct sockaddr_in client_addr; // 用于保存客户端地址 socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); // 必须初始化!!! // 上锁，在没有解锁之前，pthread_mutex_lock()会阻塞 pthread_mutex_lock(&mutex); //获得一个已经建立的连接 connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len); if(connfd < 0) { perror("accept this time"); continue; } // 打印客户端的 ip 和端口 inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN); printf("---------------------------------------------- "); printf("client ip=%s,port=%d ", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port)); if(connfd > 0) { //给回调函数传的参数，&connfd，地址传递 pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd); //创建线程 pthread_detach(thread_id); // 线程分离，结束时自动回收资源 } } close(sockfd); return 0; }

运行结果：

注意：这种用互斥锁对服务器的运行效率有致命的影响
代码下载：