UNIX: разработка сетевых приложений

Стивенс Уильям Ричард

Создание нового потока

12

Создается поток, и значение нового идентификатора потока сохраняется в

tid

. Функция, выполняемая новым потоком, — это

copyto

. Никакие аргументы потоку не передаются.

Главный цикл потока: копирование из сокета в стандартный поток вывода

13-14

В основном цикле вызываются функции

readline

и

fputs

, которые осуществляют копирование из сокета в стандартный поток вывода.

Завершение

15

Когда функция

str_cli

возвращает управление, функция main завершается при помощи вызова функции

exit

(см. раздел 5.4). При этом завершаются все потоки данного процесса. В обычном сценарии второй поток уже должен завершиться в результате считывания признака конца файла из стандартного потока ввода. Но в случае, когда сервер преждевременно завершил свою работу (см. раздел 5.12), при вызове функции

exit

завершается также и второй поток, чего мы и добиваемся.

Поток copyto

16-25

Этот поток осуществляет копирование из стандартного потока ввода в сокет. Когда он считывает признак конца файла из стандартного потока ввода, на сокете вызывается функция

shutdown

и отсылается сегмент FIN, после чего поток возвращает управление. При выполнении оператора

return

(то есть когда функция, запустившая поток, возвращает управление) поток также завершается.

В конце раздела 16.2 мы привели результаты измерений времени выполнения для пяти различных реализаций функции

str_cli

. Мы отметили, что многопоточная версия выполняется всего 8,5 с — немногим быстрее, чем версия, использующая функцию

fork

(как мы и ожидали), но медленнее, чем версия с неблокируемым вводом-выводом. Тем не менее, сравнивая устройство версии с неблокируемым вводом-выводом (см. раздел 16.2) и версии с использованием потоков, мы заметили, что первая гораздо сложнее. Поэтому мы рекомендуем использовать именно версию с потоками, а не с неблокируемым вводом-выводом.

26.4. Использование потоков в эхо-сервере TCP

Теперь мы перепишем эхо-сервер TCP, приведенный в листинге 5.1, используя для каждого клиента по одному потоку вместо одного процесса. Кроме того, с помощью нашей функции

tcp_listen

мы сделаем эту версию не зависящей от протокола. В листинге 26.2 показан код сервера.

Листинг 26.2. Эхо-сервер TCP, использующий потоки

//threads/tcpserv01.с

1 #include "unpthread.h"

2 static void *doit(void*); /* каждый поток выполняет эту функцию */

3 int

4 main(int argc, char **argv)

5 {

6 int listenfd, connfd;

7 pthread_t tid;

8 socklen_t addrlen, len;

9 struct sockaddr *cliaddr;

10 if (argc == 2)

11 listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], &addrlen);

12 else if (argc == 3)

13 listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], &addrlen);

14 else

15 err_quit("usage: tcpserv01 [ <host> ] <service or port>");

16 cliaddr = Malloc(addrlen);

17 for (;;) {

18 len = addrlen;

19 connfd = Accept(listenfd, cliaddr, &len);

20 Pthread_create(&tid, NULL, &doit, (void*)connfd);

21 }

22 }

23 static void*

24 doit(void *arg)

25 {

26 Pthread_detach(pthread_self);

27 str_echo((int)arg); /*

та же функция, что и раньше */

28 Close((int)arg); /* мы закончили с присоединенным сокетом */

29 return (NULL);

30 }

Создание потока

17-21

Когда функция

accept

возвращает управление, мы вызываем функцию

pthread_create

вместо функции

fork

. Мы передаем функции

doit

единственный аргумент — дескриптор присоединенного сокета

connfd

.

ПРИМЕЧАНИЕ

Мы преобразуем целочисленный дескриптор сокета к универсальному указателю (void). В ANSI С не гарантируется, что такое преобразование будет выполнено корректно, — мы можем быть уверены лишь в том, что оно сработает в тех системах, в которых размер целого числа не превышает размера указателя. К счастью, большинство реализаций Unix обладают этим свойством (см. табл. 1.5). Далее мы поговорим об этом подробнее.

Функция потока

23-30

doit

— это функция, выполняемая потоком. Поток отделяет себя с помощью функции

pthread_detach

, так как нет причины, по которой главному потоку имело бы смысл ждать завершения каждого созданного им потока. Функция

str_echo

не изменилась и осталась такой же, как в листинге 5.2. Когда эта функция завершается, следует вызвать функцию

close

для того, чтобы закрыть присоединенный сокет, поскольку этот поток использует все дескрипторы совместно с главным потоком. При использовании функции

fork

дочерний процесс не должен специально закрывать присоединенный сокет, так как при завершении дочернего процесса все открытые дескрипторы закрываются (см. упражнение 26.2).