核心思想:

1 在无限循环中 accpet()后 创建线程

2 预防多线程下的数据竞态:

accept()返回的client_sockfd 是否可以直接填入pthread_create()作为创建线程的参数?

我们观察到 while(1)中并没有阻塞的函数,假设accept()的速度足够快

他会不断地更新client_sockfd的值,而传递给pthread_create()是这个值的地址

也就是说 线程来没来得及启动(没获得cpu时间片) client_sockfd值就被更新了

我们的本意是用每个accept()返回的值,创建一条线程,很显然行为不符合预期

3 解决方案:

为了解决这个问题，最佳做法是为每个接受的连接分配一个新的内存空间来存储它的client_sockfd，并将这块内存的指针传递给新创建的线程。这样，每个线程都有自己独立的client_sockfd副本，不会受到主线程中client_sockfd值改变的影响。

4 扩展:

用同样的思想 扩展传递参数结构体

实现功能:

1 tcp多线程服务器

2 使用信号量计数的计数器

3 测试用客户端

运行注意事项:

1 先开启服务器 

2 根据实际情况修改ip地址及端口

3 手动运行客户端 可以无限次开启观察服务器现象

4 适用于unix-like 且 安装了 gnu_c 的系统 其他酌情改装

服务端:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <fcntl.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
// 服务器地址
#define SERVER_IP "192.168.142.132"
// 服务器端口
#define SERVER_PORT 50010
// 给线程执行函数传递的参数
struct thread_args
{// 文件描述符int sockfd;// 端口号uint16_t port;// posix信号量sem_t *sem;
};
// 线程执行函数
void *start_routine(void *p)
{// 类型转换struct thread_args ta = *((struct thread_args *)p);// 赋值局部变量sem_t *sem = ta.sem;u_int16_t port = ta.port;int client_sockfd = ta.sockfd;ssize_t send_bytes, recv_bytes;char send_buf[1024] = "How can I help you today ?";char recv_buf[1024] = {0};// 连接数+1sem_post(sem);int sval;// 获取连接数并打印sem_getvalue(sem, &sval);printf("V [+] %u connected : %d\n", port, sval);// 接收数据recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);if (recv_bytes == -1){perror("recv");}if (recv_bytes == 0){printf("close by peer\n");}if (recv_bytes > 0){printf("Message : %s\n", recv_buf);}// 处理数据sleep(9);// 服务器响应send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);if (send_bytes == -1){perror("send");}// 关闭socketif (close(client_sockfd) == -1){perror("close");}// 连接 -1sem_wait(sem);printf("P [-] %u disconnected \n", port);// 释放之前由malloc分配的指针free(p);// 线程退出pthread_exit(NULL);
}
int main()
{int server_sockfd, client_sockfd;struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr;memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);socklen_t server_sockaddr_len = sizeof(server_sockaddr);pthread_t tid;// 信号量 是否存在都先卸载sem_unlink("/sem1");// 新建信号量sem_t *sem = sem_open("/sem1", O_CREAT, 0700, 0);if (sem == SEM_FAILED){perror("sem_open");}// tcp标准流程 socketserver_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_sockfd == -1){perror("socket");}// 设置套接字选项:地址端口复用int optval = 1;if (setsockopt(server_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) == -1){perror("setsockopt");}// 绑定服务器地址,recv用server_sockaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_sockaddr.sin_addr.s_addr);server_sockaddr.sin_family = AF_INET;if ((bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, server_sockaddr_len)) == -1){perror("bind");}// 第二个参数backlog:允许排队等待接受的连接数的最大值if ((listen(server_sockfd, 16)) == -1){perror("listen");}printf("listening on : %d\n", SERVER_PORT);// 因为在一个while循环中 主线程永远不会先行结束,设置分离是安全的while (1){// 接收连接并返回client_sockfdclient_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);if (client_sockfd == -1){perror("accept");continue;}// 为每个参数结构体分配独立内存,预防多线程下的数据竞态struct thread_args *ta_p = (struct thread_args *)malloc(sizeof(struct thread_args));if (ta_p == NULL){return -1;}// 填充ta_p->port = ntohs(client_sockaddr.sin_port);ta_p->sem = sem;ta_p->sockfd = client_sockfd;// 创建线程if (pthread_create(&tid, NULL, start_routine, ta_p)){perror("pthread_create");}// 设置分离if (pthread_detach(tid)){perror("pthread_detach");}}return 0;
}

客户端:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>#define SERVER_IP "192.168.142.132"
#define SERVER_PORT 50010int main()
{int client_sockfd;struct sockaddr_in server_sockaddr;memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));ssize_t send_bytes, recv_bytes;char send_buf[1024] = {"hello server !!!"};char recv_buf[1024] = {0};client_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_sockaddr.sin_addr.s_addr);server_sockaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);server_sockaddr.sin_family = AF_INET;connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr));send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);printf("%s\n", recv_buf);close(client_sockfd);return 0;
}