实验五多线程并发服务器编程Word文件下载.docx
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*******************************************************************/
#include<
stdio.h>
pthread.h>
//创建多线程
voidchildThread（）;
intmain（）
{
inti=0;
pthread_tid;
pthread_create（&
id,NULL,childThread,NULL）;
printf（"
点击回车键结束运行\n"
）;
getchar（）;
}
voidchildThread（）
inti;
for（i=0;
;
）
{
childthreadsleep%d\n"
i+1）;
sleep
（1）;
}
编译链接多线程程序需要用到特殊的库文件libthread.so，而我们在以前的实验中的编译链接程序的方式使用的是标准库函数，不需要特别指定。
因此编译链接多线程的程序时必须使用–l选项，该选项后面直接跟库文件名称，但要去掉lib和后缀名，即–lthread。
注意-l是lib的首字母。
例如如果需要用到数学函数库libm.so则编译链接程序时需要使用选项–lm。
按以前实验方式编译该程序发现错误，图1中红色部分为错误信息，该信息表明链接程序未找到函数pthread_create的实现。
图2为编译正确的结果显示。
图1、未使用-lpthread选项链接错误
图2、正确使用-lpthread选项编译链接结果
2、多线程并发服务器编程
类似于多进程服务器编程，本实验的多线程并发服务器也分为两部分程序：
服务器程序和客户端程序。
其中客户端部分和实验一中的客户端部分是一致的，在本实验中我们作了简化；
请注意本实验中的客户端只是为了测试并发服务器的功能，它们本身并不属于多线程并发服务器的内容。
服务器部分实现了多线程的功能，父线程不断地（for循环）等待客户端的连接，一旦有客户端连接服务器，服务器则创建（pthread_create）一个子线程用于该客户端的接收数据处理。
在验证结果阶段可以同时启动多个客户端，注意服务器只需要启动一次。
显而易见的是随着客户端数量的增加，服务器子线程的数量也将线性增加，这必将加重服务器硬件资源（内存）的消耗，最终可导致服务器硬件资源耗尽而崩溃。
但与实验六中多进程并发服务器相比，对同等数量的多线程和多进程程序而言，多线程程序对内存的需求明显低于多进程程序。
本次实验中的客户端程序作了更多的简化，采用单文件方式。
客户端部分未用到多线程，其编译链接方法与以前的实验一致。
服务器部分仍然采用多文件方式，因此在编译运行时要用到多个C文件，注意编译时要加上–lthread选项。
分析、运行下列代码，建议由两位同学分别运行服务器和客户端，然后再转换角色分析程序。
1）客户端程序源码
/******************************************************************************
文件名：
TCPSimpleClient.c
描述：
一个简单的TCP客户端例子，发送helloworld给服务器，并接收服务器返回
******************************************************************************/
stdlib.h>
string.h>
unistd.h>
sys/types.h>
sys/socket.h>
netdb.h>
intmain（intargc,char*argv[]）
if（argc!
=3）
使用方式必须为:
$>
命令服务器地址服务器端口号\n"
return1;
char*ip=argv[1];
char*port=argv[2];
intcs=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP）;
if（cs<
0）
创建套接字失败\n"
return-1;
structsockaddr_inserv;
memset（&
serv,0,sizeof（serv））;
serv.sin_port=htons（atoi（port））;
inet_pton（AF_INET,ip,&
serv.sin_addr.s_addr）;
serv.sin_family=AF_INET;
printf（"
开始与服务器建立连接!
\n"
if（connect（cs,（structsockaddr*）&
serv,sizeof（serv））<
0）
连接失败!
连接成功!
charbuf[100]="
helloworld"
send（cs,buf,strlen（buf）,0）;
memset（buf,0,sizeof（buf））;
recv（cs,buf,sizeof（buf）-1,0）;
服务器返回信息:
%s\n"
buf）;
close（cs）;
return0;
2）服务器源码
服务器源码涉及四个C文件和一个头文件，各文件内容如下：
/*************************************************************************
Practical.h
***************************************************************************/
#ifndefPRACTICAL_H_
#definePRACTICAL_H_
stdbool.h>
voidDieWithUserMessage（constchar*msg,constchar*detail）;
voidDieWithSystemMessage（constchar*msg）;
voidPrintSocketAddress（conststructsockaddr*address,FILE*stream）;
boolSockAddrsEqual（conststructsockaddr*addr1,conststructsockaddr*addr2）;
intSetupTCPServerSocket（constchar*service）;
intAcceptTCPConnection（intservSock）;
voidHandleTCPClient（intclntSocket）;
intSetupTCPClientSocket（constchar*server,constchar*service）;
enumsizeConstants{
MAXSTRINGLENGTH=128,
BUFSIZE=512,
};
#endif//PRACTICAL_H_
/****************************************************************************
msg.c
*****************************************************************************/
voidDieWithUserMessage（constchar*msg,constchar*detail）{
fputs（msg,stderr）;
fputs（"
:
"
stderr）;
fputs（detail,stderr）;
fputc（'
\n'
exit
（1）;
voidDieWithSystemMessage（constchar*msg）{
perror（msg）;
TCPServerUtility.c
arpa/inet.h>
#include"
Practical.h"
staticconstintMAXPENDING=5;
//常量不是宏定义
intSetupTCPServerSocket（constchar*service）
structaddrinfoaddrCriteria;
//Criteriaforaddressmatch
memset（&
addrCriteria,0,sizeof（addrCriteria））;
//Zerooutstructure
addrCriteria.ai_family=AF_UNSPEC;
//Anyaddressfamily
addrCriteria.ai_flags=AI_PASSIVE;
//Acceptonanyaddress/port
addrCriteria.ai_socktype=SOCK_STREAM;
//Onlystreamsockets
addrCriteria.ai_protocol=IPPROTO_TCP;
//OnlyTCPprotocol
structaddrinfo*servAddr;
//Listofserveraddresses
intrtnVal=getaddrinfo（NULL,service,&
addrCriteria,&
servAddr）;
if（rtnVal!
=0）
DieWithUserMessage（"
getaddrinfo（）failed"
gai_strerror（rtnVal））;
intservSock=-1;
structaddrinfo*addr;
for（addr=servAddr;
addr!
=NULL;
addr=addr->
ai_next）
{
servSock=socket（addr->
ai_family,addr->
ai_socktype,addr->
ai_protocol）;
if（servSock<
continue;
if（（bind（servSock,addr->
ai_addr,addr->
ai_addrlen）==0）&
&
（listen（servSock,MAXPENDING）==0））
structsockaddr_storagelocalAddr;
socklen_taddrSize=sizeof（localAddr）;
if（getsockname（servSock,（structsockaddr*）&
localAddr,&
addrSize）<
DieWithSystemMessage（"
getsockname（）failed"
break;
}
close（servSock）;
servSock=-1;
freeaddrinfo（servAddr）;
returnservSock;
intAcceptTCPConnection（intservSock）
intclntSock;
/*客户连接返回的套接字*/
structsockaddr_inechoClntAddr;
/*客户地址*/
unsignedintclntLen;
clntLen=sizeof（echoClntAddr）;
/*等待客户端连接*/
if（（clntSock=accept（servSock,（structsockaddr*）&
echoClntAddr,&
clntLen））<
accept（）failed"
Handlingclient%s\n"
inet_ntoa（echoClntAddr.sin_addr））;
returnclntSock;
voidHandleTCPClient（intclntSocket）
charbuffer[BUFSIZE];
ssize_tnumBytesRcvd=recv（clntSocket,buffer,BUFSIZE,0）;
if（numBytesRcvd<
DieWithSystemMessage（"
recv（）failed"
while（numBytesRcvd>
0）
//将收到的信息返回给客户端
if（send（clntSocket,buffer,numBytesRcvd,0）<
send（）failed"
numBytesRcvd=recv（clntSocket,buffer,BUFSIZE,0）;
close（clntSocket）;
/*****************************************************************************
AddressUtility.c
voidPrintSocketAddress（conststructsockaddr*address,FILE*stream）
if（address==NULL||stream==NULL）
return;
void*numericAddress;
charaddrBuffer[INET6_ADDRSTRLEN];
in_port_tport;
switch（address->
sa_family）
caseAF_INET:
//IPV4
numericAddress=&
（（structsockaddr_in*）address）->
sin_addr;
port=ntohs（（（structsockaddr_in*）address）->
sin_port）;
break;
caseAF_INET6:
//IPV6
（（structsockaddr_in6*）address）->
sin6_addr;
port=ntohs（（（structsockaddr_in6*）address）->
sin6_port）;
default:
fputs（"
[unknowntype]"
stream）;
if（inet_ntop（address->
sa_family,numericAddress,addrBuffer,sizeof（addrBuffer））==NULL）
[invalidaddress]"
//Unabletoconvert
else
fprintf（stream,"
%s"
addrBuffer）;
//往流中写字符串
if（port!
=0）
fprintf（stream,"
-%u"
port）;
//u%表示无符号整数输出
boolSockAddrsEqual（conststructsockaddr*addr1,conststructsockaddr*addr2）
if（addr1==NULL||addr2==NULL）
returnaddr1==addr2;
elseif（addr1->
sa_family!
=addr2->
sa_family）
returnfalse;
sa_family==AF_INET）
structsockaddr_in*ipv4Addr1=（structsockaddr_in*）addr1;
structsockaddr_in*ipv4Addr2=（structsockaddr_in*）addr2;
returnipv4Addr1->
sin_addr.s_addr==ipv4Addr2->
sin_addr.s_addr&
ipv4Addr1->
sin_port==ipv4Addr2->
sin_port;
}
sa_family==AF_INET6）
structsockaddr_in6*ipv6Addr1=（structsockaddr_in6*）addr1;
structsockaddr_in6*ipv6Addr2=（structsockaddr_in6*）addr2;
returnmemcmp（&
ipv6Addr1->
sin6_addr,&
ipv6Addr2->
sin6_addr,sizeof（structin6_addr））==0
&
ipv6Addr1->
sin6_port==ipv6Addr2->
sin6_port;
else
TCPEchoServer-Thread.c
void*ThreadMain（void*arg）;
//线程块
structThreadArgs{
intmain（intargc,char*argv[]）
if（argc!
=2）
运行命令和参数错误！
"
char*service=argv[1];
unsignedintprocessLimit=atoi（argv[2]）;
intservSock=SetupTCPServerSocket
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