26.6. Веб-клиент и одновременное соединение (продолжение)

26.6. Веб-клиент и одновременное соединение (продолжение)

Вернемся к нашему примеру с веб-клиентом из раздела 16.5 и перепишем его с использованием потоков вместо неблокируемой функции connect. Мы можем оставить сокеты в их заданном по умолчанию виде — блокируемыми, и создать один поток на каждое соединение. Каждый поток может блокироваться в вызове функции connect, так как ядро будет просто выполнять какой-либо другой поток, готовый к работе.

В листинге 26.7 показана первая часть нашей программы, глобальные переменные и начало функции main.

Листинг 26.7. Глобальные переменные и начало функции main

//threads/web01.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 #include <thread.h> /* потоки Solaris */

 3 #define MAXFILES 20

 4 #define SERV    "80" /* номер порта или имя службы */

 5 struct file {

 6  char      *f_name; /* имя файла */

 7  char      *f_host; /* имя узла или IP-адрес */

 8  int       f_fd;    /* дескриптор */

 9  int       f_flags; /* F_xxx ниже */

10  pthread_t f_tid;   /* идентификатор потока */

11 } file[MAXFILES];

12 #define F_CONNECTING 1 /* функция connect () в процессе

                             выполнения */

13 #define F_READING 2    /* функция connect() завершена;

                             выполняется считывание */

14 #define F_DONE 4       /* все сделано */

15 #define GET_CMD "GET %s HTTP/1.0 "

16 int nconn, nfiles, nlefttoconn, nlefttoread;

17 void *do_get_read(void*);

18 void home_page(const char*, const char*);

19 void write_get_cmd(struct file*);

20 int

21 main(int argc, char **argv)

22 {

23  int i, n, maxnconn;

24  pthread_t tid;

25  struct file *fptr;

26  if (argc < 5)

27   err_quit("usage: web <#conns> <IPaddr> <homepage> file1 ...");

28  maxnconn = atoi(argv[1]);

29  nfiles = min(argc - 4, MAXFILES);

30  for (i = 0; i < nfiles; i++) {

31   file[i].f_name = argv[i + 4];

32   file[i].f_host = argv[2];

33   file[i].f_flags = 0;

34  }

35  printf("nfiles = %d ", nfiles);

36  home_page(argv[2], argv[3]);

37  nlefttoread = nlefttoconn = nfiles;

38  nconn = 0;

Глобальные переменные

1-16 Мы подключаем заголовочный файл <thread.h> вдобавок к обычному <pthread.h>, так как нам требуется использовать потоки Solaris в дополнение к потокам Pthreads, как мы вскоре покажем.

10 Мы добавили к структуре file один элемент — идентификатор потока f_tid. Остальная часть этого кода аналогична коду в листинге 16.9. В этой версии нам не нужно использовать функцию select, а следовательно, не нужны наборы дескрипторов и переменная maxfd.

36 Функция home_page не изменилась относительно листинга 16.10. В листинге 26.8 показан основной рабочий цикл потока main.

Листинг 26.8. Основной рабочий цикл потока main

//threads/web01.c

39  while (nlefttoread > 0) {

40   while (nconn < maxnconn && nlefttoconn > 0) {

41    /* находим файл для считывания */

42    for (i = 0; i < nfiles; i++)

43     if (file[i].f_flags == 0)

44      break;

45    if (i == nfiles)

46     err_quit("nlefttoconn = %d but nothing found", nlefttoconn);

47    file[i].f_flags = F_CONNECTING;

48    Pthread_create(&tid, NULL, &do_get_read, &file[i]);

49    file[i].f_tid = tid;

50    nconn++;

51    nlefttoconn--;

52   }

53   if ((n = thr_join(0, &tid, (void**)&fptr)) != 0)

54    errno = n, err_sys("thr_join error");

55   nconn--;

56   nlefttoread--;

57   printf("thread id %d for %s done ", tid, fptr->f_name);

58  }

59  exit(0);

60 }

По возможности создаем другой поток

40-52 Если имеется возможность создать другой поток (nconn меньше, чем maxconn), мы так и делаем. Функция, которую выполняет каждый новый поток, — это do_get_read, а ее аргументом является указатель на структуру file.

Ждем, когда завершится выполнение какого-либо потока

53-54 Мы вызываем функцию потоков thr_join Solaris с нулевым первым аргументом, чтобы дождаться завершения выполнения какого-либо из наших потоков. К сожалению, в Pthreads не предусмотрен способ, с помощью которого мы могли бы ждать завершения выполнения любого потока, и функция pthread_join требует, чтобы мы точно указали, завершения какого потока мы ждем. В разделе 26.9 мы увидим, что решение этой проблемы в случае применения технологии Pthreads оказывается сложнее и требует использования условной переменной для сообщения главному потоку о завершении выполнения дополнительного потока.

ПРИМЕЧАНИЕ

Показанное здесь решение, в котором используется функция потоков thr_join Solaris, не является, вообще говоря, совместимым со всеми системами. Тем не менее мы приводим здесь эту версию веб-клиента, использующую потоки, чтобы не осложнять обсуждение рассмотрением условных переменных и взаимных исключений (mutex). К счастью, в Solaris допустимо смешивать потоки Pthreads и потоки Solaris.

В листинге 26.9 показана функция do_get_read, которая выполняется каждым потоком. Эта функция устанавливает соединение TCP, посылает серверу команду HTTP GET и считывает ответ сервера.

Листинг 26.9. Функция do_get_read

//threads/web01.c

61 void*

62 do_get_read(void *vptr)

63 {

64  int fd, n;

65  char line[MAXLINE];

66  struct file *fptr;

67  fptr = (struct file*)vptr;

68  fd = Tcp_connect(fptr->f_host, SERV);

69  fptr->f_fd = fd;

70  printf("do_get_read for %s, fd %d, thread %d ",

71   fptr->f_name, fd, fptr->f_tid);

72  write_get_cmd(fptr);

73  /* Чтение ответа сервера */

74  for (;;) {

75   if ((n = Read(fd, line, MAXLINE)) == 0)

76    break; /* сервер закрывает соединение */

77   printf ("read %d bytes from %s ", n, fptr->f_name);

78  }

79  printf("end-of-file on %s ", fptr->f_name);

80  Close(fd);

81  fptr->f_flags = F_DONE; /* сбрасываем F_READING */

82  return (fptr); /* завершение потока */

83 }

Создание сокета TCP, установление соединения

68-71 Создается сокет TCP, и с помощью функции tcp_connect устанавливается соединение. В данном случае используется обычный блокируемый сокет, поэтому поток будет блокирован при вызове функции connect, пока не будет установлено соединение.

Отправка запроса серверу

72 Функция write_get_cmd формирует команду HTTP GET и отсылает ее серверу. Мы не показываем эту функцию заново, так как единственным отличием от листинга 16.12 является то, что в версии, использующей потоки, не вызывается макрос FD_SET и не используется maxfd.

Чтение ответа сервера

73-82 Затем считывается ответ сервера. Когда соединение закрывается сервером, устанавливается флаг F_DONE и функция возвращает управление, завершая выполнение потока.

Мы также не показываем функцию home_page, так как она полностью повторяет версию, приведенную в листинге 16.10.

Мы вернемся к этому примеру, заменив функцию Solaris thr_join на более переносимую функцию семейства Pthreads, но сначала нам необходимо обсудить взаимные исключения и условные переменные.