Unix C语言编写基于多线程的小型并发服务器

线程介绍

线程就是运行在一个进程上下文中的逻辑流，通常来讲，程序是由每一个进程中的单一线程来组成的。可是，咱们实际上也能够编写一个进程里同时运行多个线程的程序，线程是由内核调度的，从进程间通讯角度来看，一个给定进程内的全部线程共享一样的全局变量。每一个线程具备独立的线程上下文，包括一个惟一的整数线程ID，栈，栈指针，程序计数器，通用目的寄存器和条件码。全部运行在一个进程中的线程共享该进程的整个虚拟地址空间。基于线程的逻辑流结合了基于进程和基于IO多路复用的流的特性，同进程同样，线程有内核自动调度，而且内核经过一个整数ID来识别线程，同基于多路IO复用同样，多个线程运行在单一进程的上下文之中，所以共享整个进程的虚拟地址空间，包括代码、数据、堆和共享库以及打开的文件。

线程的生命周期

每一个进程一开始都是由单一主线程构成的，在某一时刻，主线程建立一个对等线程，从这个时间点开始，两个线程就开始并发地运行。最后，由于主线程执行一个慢速系统调用，例如read函数或者sleep函数，线程就会被内核挂起，控制就会经过上下文切换传递到对等线程。对等线程就这样交替执行，以此类推。

并发服务器代码实现

//本程序是基于多线程的并发服务器
//为了不赋值语句在accept以后才完成的，那么对等线程中的局部变量connfd就获得下一次链接的描述符值，不幸的是，两个线程在同一个描述符上执行输入和输出
//为了不这种致命竞争，必须将每一个accept返回的已链接符分配到它本身的动态分配的存储器块
#include "csapp.h"



void echo(int connfd)
{
        int n;
        char buf[MAXLINE];
        rio_t rio;

        rio_readinitb(&rio,connfd);
        //带缓冲的读取函数
        while((n=rio_readlineb(&rio,buf,MAXLINE))>0) {
                //向链接符写入内容
                printf("server received %d bytes \n",n);
                rio_writen(connfd,buf,n);
        }
}


void *thread(void *vargp); //线程函数声明

//主函数入口
int main(int argc,char **argv)
{
    int listenfd,*connfd,port; //监听描述符，链接符，端口号
    socklen_t clientlen=sizeof(struct sockaddr_in); //客户端地址长度
    struct sockaddr_in clientaddr; //新建客户端地址
    pthread_t tid; //线程id
    if(argc!=2) {
        fprintf(stderr,"usage :%s <port>\n",argv[0]); //提示执行格式
        exit(0); //正常退出主程序，主进程
    }

    port=atoi(argv[1]); //把端口号转成整型
    listenfd=open_listenfd(port); //打开监听端口号
    while(1) { //无限循环，等待接受请求
        connfd=malloc(sizeof(int)); //动态分配内存给链接描述符，这是为了不两个线程在同一个描述符上输入输出,致使两个线程在同一个描述符上的不正当竞争
        *connfd=accept(listenfd,(SA *)&clientaddr,&clientlen); //接受请求，已链接描述符
        pthread_create(&tid,NULL,thread,connfd); //新建线程，而且传递参数connfdp进入线程
    }
}

void *thread(void *vargp)
{
    int connfd=*((int *)vargp);//接受参数
    pthread_detach(pthread_self()); //分离线程，使得它不能被其余线程回收或杀死的，它的存储器资源在它终止时由系统自动释放
    free(vargp); //释放参数存储空间
    echo(connfd); //回应客户端
    close(connfd); //关闭已链接描述符，这里不用在主线程中关闭，由于线程共享同一虚拟地址空间，此处关闭便可
    return NULL;//线程结束
}
   

上面的多线程编译时，要加上-pthread参数，程序运行以下：

zzw@zzw-ThinkPad-Edge-E430c:~$ telnet localhost 9999
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
hello
hello

zzw@zzw-ThinkPad-Edge-E430c:~/doc_main/CProgram/Concurrency$ ./echoservert.o  9999
server received 7 bytes