UNIX: разработка сетевых приложений

Из табл. 30.1 мы видим, что эта простая версия с использованием потоков является более быстродействующей, чем даже самая быстрая из версий с предварительным порождением процессов. Кроме того, эта версия, в которой каждый клиент обслуживается одним потоком, во много раз быстрее версии, в которой каждый клиент обслуживается специально созданным для него дочерним процессом (первая строка табл. 30.1).
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
В разделе 26.5 мы упомянули о трех вариантах преобразования функции, которая не является безопасной в многопоточной среде, в функцию, обеспечивающую требуемую безопасность. Функция web_child вызывает функцию readline, и версия, показанная в листинге 3.12, не является безопасной в многопоточной среде. На примере, приведенном в листинге 30.20, были испробованы вторая и третья альтернативы из раздела 26.5. Увеличение быстродействия при переходе от альтернативы 3 к альтернативе 2 составило менее одного процента, вероятно, потому, что функция readline использовалась лишь для считывания значения счетчика (5 символов) от клиента. Поэтому в данной главе для простоты мы использовали более медленную версию из листинга 3.11 для сервера с предварительным порождением потоков.
 
  
30.11. Сервер TCP с предварительным порождением потоков, каждый из которых вызывает accept
 
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 [ <host> ] <port#> <#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);