UNIX: разработка сетевых приложений

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).
Обратите также внимание на то, что главный поток не закрывает присоединенный сокет, что всегда происходило, когда параллельный сервер вызывал функцию 
fork
. Это объясняется тем, что все потоки внутри процесса совместно используют все дескрипторы, поэтому если главному потоку потребуется вызвать функцию 
close
, это приведет к закрытию соединения. Создание нового потока не влияет на счетчики ссылок для открытых дескрипторов, в отличие от того, что происходит при вызове функции 
fork
.
В этой программе имеется одна неявная ошибка, о которой рассказывается в разделе 26.5. Можете ли вы ее обнаружить? (См. упражнение 26.5.)
  
Передача аргументов новым потокам
 
Мы уже упомянули, что в листинге 26.2 мы преобразуем целочисленную переменную 
connfd
 к указателю на неопределенный тип (
void
), но этот способ не работает в некоторых системах. Для корректной обработки данной ситуации требуются дополнительные усилия.
В первую очередь, заметим, что мы не можем просто передать адрес 
connfd
 нового потока, то есть следующий код не будет работать:
int main(int argc, char **argv) {
 int listenfd, connfd;
 ...
 for (;;) {
  len = addrlen;