UNIX: разработка сетевых приложений

Ранее в этой главе мы обнаружили, что версии, в которых заранее создается пул дочерних процессов, работают быстрее, чем те, в которых для каждого клиентского запроса приходится вызывать функцию fork. Для систем, поддерживающих потоки, логично предположить, что имеется та же закономерность: быстрее сразу создать пул потоков при запуске сервера, чем создавать по одному потоку по мере поступления запросов от клиентов. Основная идея такого сервера заключается в том, чтобы создать пул потоков, каждый из которых вызывает затем функцию accept. Вместо того чтобы блокировать потоки в вызове accept, мы используем взаимное исключение, как в разделе 30.8. Это позволяет вызывать функцию accept только одному потоку в каждый момент времени. Использовать блокировку файла для защиты accept в таком случае бессмысленно, так как при наличии нескольких потоков внутри данного процесса можно использовать взаимное исключение.

В листинге 30.21 показан заголовочный файл pthread07.h, определяющий структуру Thread, содержащую определенную информацию о каждом потоке.

Листинг 30.21. Заголовочный файл pthread07.h

//server/pthread07.h

1 typedef struct {

2  pthread_t thread_tid; /* идентификатор потока */

3  long thread_count; /* количество обработанных запросов */

4 } Thread;

5 Thread *tptr; /* массив структур Thread */

6 int listenfd, nthreads;

7 socklen_t addrlen;

8 pthread_mutex_t mlock;

Мы также объявляем несколько глобальных переменных, таких как дескриптор прослушиваемого сокета и взаимное исключение, которые должны совместно использоваться всеми потоками.

В листинге 30.22 показана функция main.

Листинг 30.22. Функция main для сервера TCP с предварительным порождением потоков

//server/serv07.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 #include "pthread07.h"

 3 pthread_mutex_t mlock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

 4 int

 5 main(int argc, char **argv)

 6 {

 7  int i;

 8  void sig_int(int), thread_make(int);

 9  if (argc == 3)

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

11  else if (argc == 4)

12   listenfd = Tcp_1isten(argv[1], argv[2], &addrlen);

13  else

14   err_quit("usage: serv07 [ ] <#threads>");

15  nthreads = atoi(argv[argc - 1]);

16  tptr = Calloc(nthreads, sizeof(Thread));

17  for (i = 0; i < nthreads; i++)

18  thread_make(i); /* завершается только основной поток */

19  Signal(SIGINT, sig_int);

20  for (;;)

21   pause(); /* потоки все выполнили */

22 }

Функции thread_make и thread_main показаны в листинге 30.23.

Листинг 30.23. Функции thread_make и thread_main

//server/pthread07.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 #include "pthread07.h"

 3 void

 4 thread_make(int i)

 5 {

 6  void *thread_main(void*);

 7  Pthread_create(&tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void*)i);

 8  return; /* завершается основной поток */

 9 }

10 void*

11 thread_main(void *arg)

12 {

13  int connfd;

14  void web_child(int);

15  socklen_t clilen;

16  struct sockaddr *cliaddr;

17  cliaddr = Malloc(addrlen);

18  printf("thread %d starting\n", (int)arg);

19  for (;;) {

20   clilen = addrlen;

21   Pthread_mutex_lock(&mlock);

22   connfd = Accept(listenfd, cliaddr, &clilen);

23   Pthread_mutex_unlock(&mlock);

24   tptr[(int)arg].thread_count++;

25   web_child(connfd); /* обработка запроса */

26   Close(connfd);

27  }

28 }

Создание потоков