UNIX: разработка сетевых приложений

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
7
 Создаются потоки, каждый из которых выполняет функцию 
pthread_main
. Единственным аргументом этой функции является порядковый номер потока.
21-23
 Функция 
thread_main
 вызывает функции 
pthread_mutex_lock
 и 
pthread_mutex_unlock
 соответственно до и после вызова функции 
accept
.
Сравнивая строки 6 и 7 в табл. 30.1, можно заметить, что эта последняя версия нашего сервера быстрее, чем версия с созданием нового потока для каждого клиентского запроса. Этого можно было ожидать, так как в данной версии мы сразу создаем пул потоков и не тратим время на создание новых потоков по мере поступления клиентских запросов. На самом деле эта версия сервера — самая быстродействующая для всех операционных систем, которые мы испытывали.
В табл. 30.2 показано распределение значений счетчика 
thread_count
 структуры 
Thread
, которые мы выводим с помощью обработчика сигнала 
SIGINT
 по завершении работы сервера. Равномерность этого распределения объясняется тем, что при выборе потока, который будет блокировать взаимное исключение, алгоритм планирования загрузки потоков последовательно перебирает все потоки в цикле.
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
В Беркли-ядрах нам не нужна блокировка при вызове функции accept, так что мы можем использовать версию, представленную в листинге 30.23, без взаимных исключений. Но в результате этого время, затрачиваемое центральным процессором, увеличится. Если рассмотреть два компонента, из которых складывается время центрального процессора — пользовательское и системное время — то окажется, что первый компонент уменьшается при отсутствии блокировки (поскольку блокирование осуществляется в библиотеке потоков, входящей в пользовательское пространство), но системное время возрастает (за счет эффекта «общей побудки», возникающего, когда все потоки, блокированные в вызове функции accept, выходят из состояния ожидания при появлении нового клиентского соединения). Для того чтобы каждое соединение передавалось только одному потоку, необходима некая разновидность взаимного исключения, и оказывается, что быстрее это делают сами потоки, а не ядро.
 
  
30.12. Сервер с предварительным порождением потоков: основной поток вызывает функцию accept
 
Последняя рассматриваемая нами версия сервера устроена следующим образом: главный поток создает пул потоков при запуске сервера, после чего он же вызывает функцию 
accept
 и передает каждое клиентское соединение какому-либо из свободных на данный момент потоков. Это аналогично передаче дескриптора в версии, рассмотренной нами в разделе 30.9.
При таком устройстве сервера необходимо решить, каким именно образом должна осуществляться передача присоединенного дескриптора одному из потоков в пуле. Существует несколько способов решения этой задачи. Можно, как и прежде, использовать передачу дескриптора, но при этом не требуется передавать дескриптор от одного потокам к другому, так как все они, в том числе и главный поток, принадлежат одному и тому же процессу. Все, что требуется знать потоку, получающему дескриптор, — это номер дескриптора. В листинге 30.24 показан заголовочный файл 
pthread08.h
, определяющий структуру 
Thread
, аналогичный файлу, показанному в листинге 30.21.
  
Листинг 30.24. Заголовочный файл pthread08.h
//server/pthread08.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 #define MAXNCLI 32
 7 int clifd[MAXNCLI], iget, iput;
 8 pthread_mutex_t clifd_mutex;
 9 pthread_cond_t clifd_cond;
Определение массива для записи дескрипторов присоединенных сокетов
6-9 Мы определяем массив 
clifd
, в который главный поток записывает дескрипторы присоединенных сокетов. Свободные потоки из пула получают по одному дескриптору из этого массива и обрабатывают соответствующий запрос, 
iput
 — это индекс в данном массиве для очередного элемента, записываемого в него главным потоком, a 
iget
 — это индекс очередного элемента массива, передаваемого свободному потоку для обработки. Разумеется, эта структура данных, совместно используемая всеми потоками, должна быть защищена, и поэтому мы используем условную переменную и взаимное исключение.
В листинге 30.25 показана функция 
main
.
Листинг 30.25. Функция main для сервера с предварительным порождением потоков
//server/serv08.c
 1 #include "unpthread.h"
 2 #include "pthread08.h"
 3 static int nthreads;
 4 pthread_mutex_t clifd_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
 5 pthread_cond_t clifd_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
 6 int
 7 main(int argc, char **argv)
 8 {
 9  int i, listenfd, connfd;
10  void sig_int(int), thread_make(int);
11  socklen_t addrlen, clilen;
12  struct sockaddr *cliaddr;
13  if (argc == 3)
14   listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], &addrlen);
15  else if (argc == 4)
16   listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], &addrlen);
17  else
18   err_quit("usage: serv08 [ <host> ] <port#> <#threads>");