26.3. Использование потоков в функции str_cli

26.3. Использование потоков в функции str_cli

В качестве первого примера использования потоков мы перепишем нашу функцию str_cli. В листинге 16.6 была представлена версия этой функции, в которой использовалась функция fork. Напомним, что были также представлены и некоторые другие версии этой функции: изначально в листинге 5.4 функция блокировалась в ожидании ответа и была, как мы показали, далека от оптимальной в случае пакетного ввода; в листинге 6.2 применяется блокируемый ввод-вывод и функция select; версии, показанные в листинге 16.1 и далее, используют неблокируемый ввод-вывод.

На рис. 26.1 показана структура очередной версии функции str_cli, на этот раз использующей потоки, а в листинге 26.1[1] представлен код этой функции.

Рис. 26.1. Измененная функция str_cli, использующая потоки

Листинг 26.1. Функция str_cli, использующая потоки

//threads/strclithread.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 void *copyto(void*);

 3 static int sockfd; /* глобальная переменная, доступная обоим потокам */

 4 static FILE *fp;

 5 void

 6 str_cli(FILE *fp_arg, int sockfd_arg)

 7 {

 8  char recvline[MAXLINE];

 9  pthread_t tid;

10  sockfd = sockfd_arg; /* копирование аргументов во внешние переменные */

11  fp = fp_arg;

12  Pthread_create(&tid, NULL, copyto, NULL);

13  while (Readline(sockfd, recvline. MAXLINE) > 0)

14   Fputs(recvline, stdout);

15 }

16 void*

17 copyto(void *arg)

18 {

19  char sendline[MAXLINE];

20  while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)

21   Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline));

22  Shutdown(sockfd, SHUT_WR); /* признак конца файла в стандартном

                                  потоке ввода, отправка сегмента FIN */

23  return (NULL);

24  /* завершение потока происходит, когда в стандартном потоке ввода

       встречается признак конца файла */

25 }

Заголовочный файл unpthread.h

1 Мы впервые встречаемся с заголовочным файлом unpthread.h. Он включает наш обычный заголовочный файл unp.h, затем — заголовочный файл POSIX <pthread.h>, и далее определяет прототипы наших потоковых функций-оберток для pthread_XXX (см. раздел 1.4), название каждой из которых начинается с Pthread_.

Сохранение аргументов во внешних переменных

10-11 Для потока, который мы собираемся создать, требуются значения двух аргументов функции str_cli: fp — указатель на структуру FILE для входного файла, и sockfd — сокет TCP, связанный с сервером. Для простоты мы храним эти два значения во внешних переменных. Альтернативой является запись этих двух значений в структуру, указатель на которую затем передается в качестве аргумента создаваемому потоку.

Создание нового потока

12 Создается поток, и значение нового идентификатора потока сохраняется в tid. Функция, выполняемая новым потоком, — это copyto. Никакие аргументы потоку не передаются.

Главный цикл потока: копирование из сокета в стандартный поток вывода

13-14 В основном цикле вызываются функции readline и fputs, которые осуществляют копирование из сокета в стандартный поток вывода.

Завершение

15 Когда функция str_cli возвращает управление, функция main завершается при помощи вызова функции exit (см. раздел 5.4). При этом завершаются все потоки данного процесса. В обычном сценарии второй поток уже должен завершиться в результате считывания признака конца файла из стандартного потока ввода. Но в случае, когда сервер преждевременно завершил свою работу (см. раздел 5.12), при вызове функции exit завершается также и второй поток, чего мы и добиваемся.

Поток copyto

16-25 Этот поток осуществляет копирование из стандартного потока ввода в сокет. Когда он считывает признак конца файла из стандартного потока ввода, на сокете вызывается функция shutdown и отсылается сегмент FIN, после чего поток возвращает управление. При выполнении оператора return (то есть когда функция, запустившая поток, возвращает управление) поток также завершается.

В конце раздела 16.2 мы привели результаты измерений времени выполнения для пяти различных реализаций функции str_cli. Мы отметили, что многопоточная версия выполняется всего 8,5 с — немногим быстрее, чем версия, использующая функцию fork (как мы и ожидали), но медленнее, чем версия с неблокируемым вводом-выводом. Тем не менее, сравнивая устройство версии с неблокируемым вводом-выводом (см. раздел 16.2) и версии с использованием потоков, мы заметили, что первая гораздо сложнее. Поэтому мы рекомендуем использовать именно версию с потоками, а не с неблокируемым вводом-выводом.