-
多线程|多进程|高并发网络编程
一.多进程并发服务器
多进程并发服务器是一种经典的服务器架构，它通过创建多个子进程来处理客户端连接，从而实现并发处理多个客户端请求的能力。
概念：
- 服务器启动时，创建主进程，并绑定监听端口。
- 当有客户端连接请求时，主进程接受连接，并创建一个子进程来处理该客户端连接。
- 子进程与客户端进行通信，处理请求和发送响应。
- 主进程继续监听新的连接请求。
- 子进程完成任务后，可以选择终止或继续处理其他连接，根据需求选择是否重复循环。
优点：
- 高并发处理能力：每个子进程都可以独立地处理一个客户端连接，利用多核处理器的优势，实现高并发处理能力，提高服务器的吞吐量。
- 稳定性：每个子进程都是独立的，一个进程出现问题不会影响其他进程，提高了服务器的稳定性和容错能力。
- 简单直观：采用多进程模型实现并发服务器相对简单，代码可读性高，易于理解和维护。
- 跨平台：多进程并发服务器概念适用于各种操作系统，不仅限于Linux平台。
缺点：
- 高资源消耗：每个子进程都需要独立的资源，包括内存、文件描述符等，当并发连接数较高时，会消耗大量的系统资源。
- 进程间通信：各个子进程之间的通信需要额外的机制，例如管道、共享内存等，增加了复杂性。
- 上下文切换开销：进程间切换的开销相对较大，会影响性能。
- 调试困难：由于每个子进程独立执行，调试和定位问题可能会变得复杂。
综上所述，多进程并发服务器能够满足高并发处理需求，并具有稳定性和简单性等优点。然而，它也存在资源消耗较高和调试困难等缺点，根据实际需求和应用场景选择合适的服务器架构是很重要的。
案例
利用多进程，在TCP通信的基础上，实现服务器可以同时连接多个客户端。实现大小写转换。
service.c
#include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include void handler(int sig) { if (sig == SIGCHLD) { while(waitpid(0,NULL,WNOHANG)>0); } } int main(int argc, char const *argv[]) { //1.建立socket套接字 int socked = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (socked < 0) { perror("socket is err"); return -1; } //2.bind绑定服务器ip和端口号 struct sockaddr_in saddr, caddr; saddr.sin_family = AF_INET; saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0"); int len = sizeof(caddr); int rev = bind(socked, (struct sockaddr *)(&saddr), sizeof(saddr)); if (rev < 0) { perror("bind is err"); return 0; } //3.listen设置最大同时链接数量 rev = listen(socked, 32); if (rev < 0) { perror("rev is err"); return 0; } //4.建立子进程负责服务器给客户端发送消息,并且主进程不结束,此进程不结束 char buf[1024] = {0}; int size=0; while (1) { int acceptfd = accept(socked, (struct sockaddr *)(&caddr), &len); if (acceptfd < 0) { perror("accept is err"); return 0; } pid_t pid = fork(); if (pid < 0) { perror("pid is err"); return 0; } else if (pid == 0) { //子进程,每个子进程维护一个客户端 //不许要监听,直接关掉 close(socked); while (1) { int flage = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); if (flage < 0) { perror("recv is err"); } else if (flage == 0) { printf("ip:%s is close\n", inet_ntoa(caddr.sin_addr)); close(acceptfd); break; } else { size = strlen(buf); for (int i = 0; i < size; ++i) { if (buf[i] >= 'a' && buf[i] <= 'z') buf[i] = buf[i] + ('A' - 'a'); else buf[i] = buf[i] + ('a' - 'A'); } printf("%d %s\n",getpid(),buf); send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); } } } else { //主进程回收子线程资源 close(acceptfd); //异步节约资源 signal(SIGCHLD, handler); } } return 0; } - 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
client.c
#include#include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { //1.socket建立文件描述符 int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (fd < 0) { perror("socket is err"); } //2.connect连接服务器 struct sockaddr_in saddr; saddr.sin_family = AF_INET; saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); int flage = connect(fd, (struct sockaddr *)(&saddr), sizeof(saddr)); if (flage < 0) { perror("connect is err"); } //3.服务器端不断发送数据,接受服务器转化后的数据 char buf[1024] = {0}; while (1) { //memset(buf,0,sizeof(buf)); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); if (strncmp(buf,"quit#",5)==0) { break; } if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n') buf[strlen(buf) - 1] = '\0'; send(fd, buf, sizeof(buf), 0); flage = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0); if (flage < 0) { perror("recv is err"); } else { fprintf(stdout, "%s\n", buf); } } close(fd); return 0; } - 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
二.多线程并发服务器
多线程并发服务器是一种服务器架构，通过创建多个线程来处理客户端连接，实现并发处理多个客户端请求的能力。下面是多线程并发服务器的概念和一些优点：
概念：
- 服务器启动时，创建主线程，并绑定监听端口。
- 当有客户端连接请求时，主线程接受连接，并创建一个或多个线程来处理该客户端连接。
- 线程与客户端进行通信，处理请求和发送响应。
- 主线程继续监听新的连接请求。
- 线程完成任务后，选择终止或继续处理其他连接，根据需求选择是否重复循环。
优点：
- 资源效率：线程相比进程，创建和销毁的开销较小，占用的资源较少，特别是共享的资源，如文件描述符，可以在多个连接之间共享，提高了资源的利用效率。
- 响应速度：线程之间的切换开销较小，内存空间共享，可以快速响应客户端请求，减少了连接等待时间。
- 简单直观：与多进程相比，多线程实现并发服务器更简单直观，代码可读性高，易于理解和维护。
- 可扩展性：线程可轻松地添加和删除，适应不断变化的连接数需求，提供更好的可扩展性。
- 共享数据简便：线程之间共享的数据结构可以直接访问，不需要像进程间通信一样使用额外的机制。
缺点：
- 数据同步问题：多线程共享数据可能导致竞态条件和数据一致性问题，需要使用锁或其他同步机制来保证线程安全。
- 调试困难：由于线程之间共享同一进程的内存空间，调试和定位问题可能会变得复杂。
- 并行性限制：在某些情况下，多线程服务器的并行性可能受限于系统中可用的CPU核心数量。
- 需要考虑线程安全：编写线程安全的代码可能需要更多的开发工作和考虑，避免数据竞争和死锁等问题。
综上所述，多线程并发服务器能够满足高并发处理需求，并具有资源效率、响应速度、简单性和可扩展性等优点。然而，它也存在数据同步问题和调试困难等缺点，根据实际需求和应用场景选择合适的服务器架构是很重要的。
案例
利用多线程，在TCP通信的基础上，实现服务器可以同时连接多个客户端。实现大小写转换。
service.c
#include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include struct client { int acceptfd; struct sockaddr_in caddr; }; void *my_pthread(void *p) { char buf[1024] = {0}; int size = 0; struct client *cl = (struct client *)p; int acceptfd = cl->acceptfd; struct sockaddr_in caddr = cl->caddr; while (1) { int flage = recv(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); if (flage < 0) { perror("recv is err"); } else if (flage == 0) { printf("ip:%s is close\n", inet_ntoa(caddr.sin_addr)); close(acceptfd); break; } else { size = strlen(buf); for (int i = 0; i < size; ++i) { if (buf[i] >= 'a' && buf[i] <= 'z') buf[i] = buf[i] + ('A' - 'a'); else buf[i] = buf[i] + ('a' - 'A'); } send(acceptfd, buf, sizeof(buf), 0); } } close(acceptfd); return 0; } int main(int argc, char const *argv[]) { //1.建立socket套接字 int socked = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (socked < 0) { perror("socket is err"); return -1; } //2.bind绑定服务器ip和端口号 struct sockaddr_in saddr, caddr; saddr.sin_family = AF_INET; saddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0"); int len = sizeof(caddr); int rev = bind(socked, (struct sockaddr *)(&saddr), sizeof(saddr)); if (rev < 0) { perror("bind is err"); return 0; } //3.listen设置最大同时链接数量 rev = listen(socked, 32); if (rev < 0) { perror("rev is err"); return 0; } //4.建立子进程负责服务器给客户端发送消息,并且主进程不结束,此进程不结束 int i = 0; pthread_t tid; struct client ti[1024] = {0}; while (1) { int acceptfd = accept(socked, (struct sockaddr *)(&caddr), &len); if (acceptfd < 0) { perror("accept is err"); return 0; } ti[i].acceptfd = acceptfd; ti[i].caddr = caddr; pthread_create(&tid, NULL, my_pthread, (void *)&ti[i]); pthread_detach(tid); ++i; } return 0; } - 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
client.c
#include#include #include #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char const *argv[]) { //1.socket建立文件描述符 int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (fd < 0) { perror("socket is err"); } //2.connect连接服务器 struct sockaddr_in saddr; saddr.sin_family = AF_INET; saddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]); int flage = connect(fd, (struct sockaddr *)(&saddr), sizeof(saddr)); if (flage < 0) { perror("connect is err"); } //3.服务器端不断发送数据,接受服务器转化后的数据 char buf[1024] = {0}; while (1) { //memset(buf,0,sizeof(buf)); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); if (strncmp(buf,"quit#",5)==0) { break; } if (buf[strlen(buf) - 1] == '\n') buf[strlen(buf) - 1] = '\0'; send(fd, buf, sizeof(buf), 0); flage = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0); if (flage < 0) { perror("recv is err"); } else { fprintf(stdout, "%s\n", buf); } } close(fd); return 0; } - 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
-
相关阅读:
手机怎么把照片转JPG格式？这三种手机小技巧需要知道
【论文阅读】Graph Fusion Network for Text Classification
《精通嵌入式Linux编程》——解锁嵌入式Linux开发的无限可能
基于YOLOv8模型的120类狗狗目标检测系统（PyTorch+Pyside6+YOLOv8模型）
网络参考资料搬运（3）
MAX3072EESA+T RS-485/RS-422半双工收发器
Git安装、原理、常用命令、版本控制、如何上传普通文件到仓库以及如何修改IDEA中Terminal为git窗口
vulnhub——The Planets: Earth
Spire.Office for NET 全家桶最新版7.7.6
经典CAN2.0 DBC快速切换为CANFD DBC
- 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_73731708/article/details/132910150