https://blog.csdn.net/lianghe_work/article/details/46504243

tcp多線程并發服務器

多線程服務器是對多進程服務器的改進，由于多進程服務器在創建進程時要消耗較大的系統資源，所以用線程來取代進程，這樣服務處理程序可以較快的創建。據統計，創建線程與創建進程要快 10100 倍，所以又把線程稱為“輕量級”進程。線程與進程不同的是：一個進程內的所有線程共享相同的全局內存、全局變量等信息，這種機制又帶來了同步問題。
tcp多線程并發服務器框架:

我們在使用多線程并發服務器時，直接使用以上框架，我們僅僅修改client_fun()里面的內容。
代碼示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>

/************************************************************************
函數名稱： void *client_fun(void *arg)
函數功能：線程函數,處理客戶信息
函數參數：已連接套接字
函數返回：無
************************************************************************/
void *client_fun(void *arg)
{
int recv_len = 0;
char recv_buf[1024] = ""; // 接收緩沖區
int connfd = (int)arg; // 傳過來的已連接套接字

// 接收數據
while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0)
{
printf("recv_buf: %s\n", recv_buf); // 打印數據
send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 給客戶端回數據
}

printf("client closed!\n");
close(connfd); //關閉已連接套接字

return NULL;
}

//===============================================================
// 語法格式： void main(void)
// 實現功能：主函數，建立一個TCP并發服務器
// 入口參數：無
// 出口參數：無
//===============================================================
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd = 0; // 套接字
int connfd = 0;
int err_log = 0;
struct sockaddr_in my_addr; // 服務器地址結構體
unsigned short port = 8080; // 監聽端口
pthread_t thread_id;

printf("TCP Server Started at port %d!\n", port);

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創建TCP套接字
if(sockfd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}

bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 初始化服務器地址
my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(port);
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

printf("Binding server to port %d\n", port);

// 綁定
err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));
if(err_log != 0)
{
perror("bind");
close(sockfd);
exit(-1);
}

// 監聽，套接字變被動
err_log = listen(sockfd, 10);
if( err_log != 0)
{
perror("listen");
close(sockfd);
exit(-1);
}

printf("Waiting client...\n");

while(1)
{
char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = ""; // 用于保存客戶端IP地址
struct sockaddr_in client_addr; // 用于保存客戶端地址
socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); // 必須初始化!!!

//獲得一個已經建立的連接
connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);
if(connfd < 0)
{
perror("accept this time");
continue;
}

// 打印客戶端的 ip 和端口
inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("----------------------------------------------\n");
printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));

if(connfd > 0)
{
//由于同一個進程內的所有線程共享內存和變量，因此在傳遞參數時需作特殊處理，值傳遞。
pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)connfd); //創建線程
pthread_detach(thread_id); // 線程分離，結束時自動回收資源
}
}

close(sockfd);

return 0;
}

運行結果：
注意：

1.上面pthread_create()函數的最后一個參數是void *類型，為啥可以傳值connfd？

while(1)
{
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);
pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)connfd);
pthread_detach(thread_id);
}

因為void *是4個字節，而connfd為int類型也是4個字節，故可以傳值。如果connfd為char、short,上面傳值就會出錯

2.上面pthread_create()函數的最后一個參數是可以傳地址嗎？可以，但會對服務器造成不可預知的問題

while(1)
{
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);
pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_fun, (void *)&connfd);
pthread_detach(thread_id);
}

原因：假如有多個客戶端要連接這個服務器，正常的情況下，一個客戶端連接對應一個 connfd，相互之間獨立不受影響，但是，假如多個客戶端同時連接這個服務器，A 客戶端的連接套接字為 connfd，服務器正在用這個 connfd 處理數據，還沒有處理完，突然來了一個 B 客戶端，accept()之后又生成一個 connfd, 因為是地址傳遞， A 客戶端的連接套接字也變成 B 這個了，這樣的話，服務器肯定不能再為 A 客戶端服務器了

2.如果我們想將多個參數傳給線程函數，我們首先考慮到就是結構體參數，而這時傳值是行不通的，只能傳遞地址。

這時候，我們就需要考慮多任務的互斥或同步問題了，這里通過互斥鎖來解決這個問題，確保這個結構體參數值被一個臨時變量保存過后，才允許修改。
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex; // 定義互斥鎖，全局變量

pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥鎖，互斥鎖默認是打開的

// 上鎖，在沒有解鎖之前，pthread_mutex_lock()會阻塞
pthread_mutex_lock(&mutex);
int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);

//給回調函數傳的參數，&connfd，地址傳遞
pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd); //創建線程

// 線程回調函數
void *client_process(void *arg)
{
int connfd = *(int *)arg; // 傳過來的已連接套接字

// 解鎖，pthread_mutex_lock()喚醒，不阻塞
pthread_mutex_unlock(&mutex);

return NULL;
}

示例代碼：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex; // 定義互斥鎖，全局變量

/************************************************************************
函數名稱： void *client_process(void *arg)
函數功能：線程函數,處理客戶信息
函數參數：已連接套接字
函數返回：無
************************************************************************/
void *client_process(void *arg)
{
int recv_len = 0;
char recv_buf[1024] = ""; // 接收緩沖區
int connfd = *(int *)arg; // 傳過來的已連接套接字

// 解鎖，pthread_mutex_lock()喚醒，不阻塞
pthread_mutex_unlock(&mutex);

// 接收數據
while((recv_len = recv(connfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0)) > 0)
{
printf("recv_buf: %s\n", recv_buf); // 打印數據
send(connfd, recv_buf, recv_len, 0); // 給客戶端回數據
}

printf("client closed!\n");
close(connfd); //關閉已連接套接字

return NULL;
}

//===============================================================
// 語法格式： void main(void)
// 實現功能：主函數，建立一個TCP并發服務器
// 入口參數：無
// 出口參數：無
//===============================================================
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd = 0; // 套接字
int connfd = 0;
int err_log = 0;
struct sockaddr_in my_addr; // 服務器地址結構體
unsigned short port = 8080; // 監聽端口
pthread_t thread_id;

pthread_mutex_init(&mutex, NULL); // 初始化互斥鎖，互斥鎖默認是打開的

printf("TCP Server Started at port %d!\n", port);

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 創建TCP套接字
if(sockfd < 0)
{
perror("socket error");
exit(-1);
}

bzero(&my_addr, sizeof(my_addr)); // 初始化服務器地址
my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(port);
my_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

printf("Binding server to port %d\n", port);

// 綁定
err_log = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&my_addr, sizeof(my_addr));
if(err_log != 0)
{
perror("bind");
close(sockfd);
exit(-1);
}

// 監聽，套接字變被動
err_log = listen(sockfd, 10);
if( err_log != 0)
{
perror("listen");
close(sockfd);
exit(-1);
}

printf("Waiting client...\n");

while(1)
{
char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = ""; // 用于保存客戶端IP地址
struct sockaddr_in client_addr; // 用于保存客戶端地址
socklen_t cliaddr_len = sizeof(client_addr); // 必須初始化!!!

// 上鎖，在沒有解鎖之前，pthread_mutex_lock()會阻塞
pthread_mutex_lock(&mutex);

//獲得一個已經建立的連接
connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &cliaddr_len);
if(connfd < 0)
{
perror("accept this time");
continue;
}

// 打印客戶端的 ip 和端口
inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("----------------------------------------------\n");
printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(client_addr.sin_port));

if(connfd > 0)
{
//給回調函數傳的參數，&connfd，地址傳遞
pthread_create(&thread_id, NULL, (void *)client_process, (void *)&connfd); //創建線程
pthread_detach(thread_id); // 線程分離，結束時自動回收資源
}
}

close(sockfd);

return 0;
}