linux网络编程之posix线程(一)

今天继续学习posix IPC相关的东东，消息队列和共享内存已经学习过，接下来学习线程相关的知识，下面开始：

 

【注意】：创建失败这时会返回错误码，而通常函数创建失败都会返回-1，然后错误码会保存在errno当中。

下面用代码来实践一下：

在处理线程创建失败检查时，下面来看一下检查错误的一些说明：

所以下面来处理一下线程创建失败的错误：

这是什么意思呢？

而且每个线程都有自己的一个errono，避免多线程时有冲突。

接下来做这样的一个操作，就是主线程打印A字符，然后新创建的线程打印B字符，

【注意】：新创建的线程不叫做子线程，因为并没有父子关系，但是可以把初始的线程叫主线程，如下：

然后编写实验代码：

编译运行：

这是由于主线程已经结束了，而新创建的线程还没有被调度到，所以就没有打印出B，所以解决此问题的办法可能让主线程小睡一会：

再次编译运行：

可见新创建的线程被调度到了，实际上主线程跟新创建的线程是交替运行的，下面修改下程序来说明下：

再看下效果：

从中可以发现每次运行的结果都不一样，这个取决于系统是如何调度线程的。

另外有这样的一个问题，就是可能新创建的线程还没有执行完毕，主线程就已经执行完毕了，也就是主线程需要睡眠去等待新线程执行完，下面多次运行一下，看能否看到这种现象：

其中在主线程中睡眠是一种解决方案，但是比较笨，有没有一个函数能够等待新创建的线程结束呢？实际上是有的，就好像进程一样，有waitpid来等待子进程的退出:

下面来修改下代码：

编译运行：

确实是达到了等待新创建线程退出的目的，下面再来学习一个函数：

下面来实践下：

下面编译运行一下：

当然线程的退出也可以是执行完了再退出，如下：

编译运行:

其中线程结束包含两种情况：

①、自杀：调用pthread_exit();在线程入口函数中调用return。

②、他杀：调用pthread_cancel()。

如果在新创建的线程中调用此方法，如果主线程没有调用pthread_join的情况下，也能避免僵线程。

下面用线程的方式来改造一下之前用进程的方式实现的回射客户/服务器程序，来进一步熟悉线程的使用：

客户端echocli.c:

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) 
        do 
        { 
                perror(m); 
                exit(EXIT_FAILURE); 
        } while(0)


void echo_cli(int sock)
{
    char sendbuf[1024] = {0};
        char recvbuf[1024] ={0};
        while (fgets(sendbuf, sizeof(sendbuf), stdin) != NULL)
        {
                write(sock, sendbuf, strlen(sendbuf));
                read(sock, recvbuf, sizeof(recvbuf));

                fputs(recvbuf, stdout);
                memset(sendbuf, 0, sizeof(sendbuf));
                memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
        }

        close(sock);
}

int main(void)
{
    int sock;
    if ((sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
        ERR_EXIT("socket");

    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
        ERR_EXIT("connect");

    echo_cli(sock);

    return 0;
}

这里的代码不需要改变，主要是修改服务端，关于socket编程可以复习一下之学习的，这里就不一一解释了，还是之前编写的。

服务端echosrv.c:

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

#define ERR_EXIT(m) 
        do 
        { 
                perror(m); 
                exit(EXIT_FAILURE); 
        } while(0)

void echo_srv(int conn)
{
    char recvbuf[1024];
        while (1)
        {
                memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
                int ret = read(conn, recvbuf, sizeof(recvbuf));
        if (ret == 0)
        {
            printf("client close
");
            break;
        }
        else if (ret == -1)
            ERR_EXIT("read");
                fputs(recvbuf, stdout);
                write(conn, recvbuf, ret);
        }
}int main(void)
{
    int listenfd;
    if ((listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) < 0)
        ERR_EXIT("socket");

    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    int on = 1;
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0)
        ERR_EXIT("setsockopt");

    if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0)
        ERR_EXIT("bind");
    if (listen(listenfd, SOMAXCONN) < 0)
        ERR_EXIT("listen");

    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);
    int conn;

    while (1)
    {
        if ((conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&peeraddr, &peerlen)) < 0)
            ERR_EXIT("accept");

        printf("ip=%s port=%d
", inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port));

        pid = fork();
        if (pid == -1)
            ERR_EXIT("fork");

        if (pid == 0)
        {//子进程
            close(listenfd);//不需要处理监听
            echo_srv(conn);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        } else {
            close(conn);//父进程不需要处理连接    
        }
    }
    
    return 0;
}

接下来要来进行服务端改造：

【注意】：由于是单进程，所以就没必要像创建进程的方式要关闭conn了，编程也简单了许多。

好了，下面编译运行一下：

从中可以发现程序正常运转，而且当客户端退出时，相应的线程也退出了，这是为什么呢？

另外当线程退出了之后，其实该线程是属于一个僵线程的状态，因为在主线程中并没有调用pthread_join()来等待新创建线程的退出，所以得避免僵线程的出现，修改代码如下：

关于这个程序还有一个细节需要探讨一下，如下：

那我可以这样写么？

此时线程入口函数也得发生改变：

编译运行看是否正常：

看似一切正常，当然肯定是有问题的，不然也不会换一种写法来进行说明了，有什么潜在风险呢？

这就是典型的Race Condition（也叫做资源竞争）问题。所以说conn只能值传递，而不能是传递指针，还是将代码还原，下面来讨论另外一个细节问题：

那如何解决呢？可以采用动态申请内存的方式：

再来编译运行：

从中可以发现，一切正常，这两个细节问题需要注意一下，好了，今天先学到这，下次继续~最后附上一张进程跟线程之间的对比图，画得比较草，可以对比着记忆：