30.12. Сервер с предварительным порождением потоков: основной поток вызывает функцию accept

30.12. Сервер с предварительным порождением потоков: основной поток вызывает функцию accept

Последняя рассматриваемая нами версия сервера устроена следующим образом: главный поток создает пул потоков при запуске сервера, после чего он же вызывает функцию accept и передает каждое клиентское соединение какому-либо из свободных на данный момент потоков. Это аналогично передаче дескриптора в версии, рассмотренной нами в разделе 30.9.

При таком устройстве сервера необходимо решить, каким именно образом должна осуществляться передача присоединенного дескриптора одному из потоков в пуле. Существует несколько способов решения этой задачи. Можно, как и прежде, использовать передачу дескриптора, но при этом не требуется передавать дескриптор от одного потокам к другому, так как все они, в том числе и главный поток, принадлежат одному и тому же процессу. Все, что требуется знать потоку, получающему дескриптор, — это номер дескриптора. В листинге 30.24 показан заголовочный файл pthread08.h, определяющий структуру Thread, аналогичный файлу, показанному в листинге 30.21.

Листинг 30.24. Заголовочный файл pthread08.h

//server/pthread08.h

 1 typedef struct {

 2  pthread_t thread_tid; /* идентификатор потока */

 3  long thread_count; /* количество обработанных запросов */

 4 } Thread;

 5 Thread *tptr; /* массив структур Thread */

 6 #define MAXNCLI 32

 7 int clifd[MAXNCLI], iget, iput;

 8 pthread_mutex_t clifd_mutex;

 9 pthread_cond_t clifd_cond;

Определение массива для записи дескрипторов присоединенных сокетов

6-9 Мы определяем массив clifd, в который главный поток записывает дескрипторы присоединенных сокетов. Свободные потоки из пула получают по одному дескриптору из этого массива и обрабатывают соответствующий запрос, iput — это индекс в данном массиве для очередного элемента, записываемого в него главным потоком, a iget — это индекс очередного элемента массива, передаваемого свободному потоку для обработки. Разумеется, эта структура данных, совместно используемая всеми потоками, должна быть защищена, и поэтому мы используем условную переменную и взаимное исключение.

В листинге 30.25 показана функция main.

Листинг 30.25. Функция main для сервера с предварительным порождением потоков

//server/serv08.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 #include "pthread08.h"

 3 static int nthreads;

 4 pthread_mutex_t clifd_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

 5 pthread_cond_t clifd_cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

 6 int

 7 main(int argc, char **argv)

 8 {

 9  int i, listenfd, connfd;

10  void sig_int(int), thread_make(int);

11  socklen_t addrlen, clilen;

12  struct sockaddr *cliaddr;

13  if (argc == 3)

14   listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], &addrlen);

15  else if (argc == 4)

16   listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], &addrlen);

17  else

18   err_quit("usage: serv08 [ <host> ] <port#> <#threads>");

19  cliaddr = Malloc(addrlen);

20  nthreads = atoi(argv[argc - 1]);

21  tptr = Calloc(nthreads, sizeof(Thread));

22  iget = iput = 0;

23  /* создание всех потоков */

24  for (i = 0; i < nthreads; i++)

25   thread_make(i); /* завершается только основной поток */

26  Signal(SIGINT, sig_int);

27  for (;;) {

28   clilen = addrlen;

29   connfd = Accept(listenfd, cliaddr, &clilen);

30   Pthread_mutex_lock(&clifd_mutex);

31   clifd[iput] = connfd;

32   if (++iput == MAXNCLI)

33    iput = 0;

34   if (iput == iget)

35    err_quit("iput = iget = %d", iput);

36   Pthread_cond_signal(&clifd_cond);

37   Pthread_mutex_unlock(&clifd_mutex);

38  }

39 }

Создание пула потоков

23-25 Функция thread_make создает все потоки.

Ожидание прихода клиентского соединения

27-38 Основной поток блокируется в вызове функции accept, ожидая появления нового соединения. При появлении этого соединения дескриптор присоединенного сокета записывается в следующий элемент массива clifd после блокирования взаимного исключения. Мы также следим, чтобы индекс iget не совпал со значением индекса iput, что укажет на недостаточно большой размер массива. Условная переменная сигнализирует о прибытии нового запроса, и взаимное исключение разблокируется, позволяя одному из потоков пула обслужить прибывший запрос.

Функции thread_make и thread_main показаны в листинге 30.26. Первая из них идентична функции, приведенной в листинге 30.23.

Листинг 30.26. Функции thread_make и thread_main

//server/pthread08.c

 1 #include "unpthread.h"

 2 #include "pthread08.h"

 3 void

 4 thread_make(int i)

 5 {

 6  void *thread_main(void*);

 7  Pthread_create(&tptr[i].thread_tid, NULL, &thread_main, (void*)i);

 8  return; /* завершается основной поток */

 9 }

10 void*

11 thread_main(void *arg)

12 {

13  int connfd;

14  void web_child(int);

15  printf("thread %d starting ", (int)arg);

16  for (;;) {

17   Pthread_mutex_lock(&clifd_mutex);

18   while (iget == iput)

19    Pthread_cond_wait(&clifd_cond, &clifd_mutex);

20   connfd = clifd[iget]; /* присоединенный сокет, который требуется

                              обслужить */

21   if (++iget == MAXNCLI)

22    iget = 0;

23   Pthread_mutex_unlock(&clifd_mutex);

24   tptr[(int)arg].thread_count++;

25   web_child(connfd); /* обработка запроса */

26   Close(connfd);

27  }

28 }

Ожидание присоединенного сокета, который требует обслуживания

17-26 Каждый поток из пула пытается блокировать взаимное исключение, блокирующее доступ к массиву clifd. Если после того, как взаимное исключение заблокировано, оказывается, что индексы iput и iget равны, то вызывается функция pthread_cond_wait, и поток переходит в состояние ожидания, так как ему пока нечего делать. После прибытия очередного клиентского запроса основной поток вызывает функцию pthread_cond_signal, выводя тем самым из состояния ожидания поток, заблокировавший взаимное исключение. Когда этот поток получает соединение, он вызывает функцию web_child.

Значения времени центрального процессора, приведенные в табл. 30.1, показывают, что эта версия сервера медленнее рассмотренной в предыдущем разделе (когда каждый поток из пула сам вызывал функцию accept). Причина заключается в том, что рассматриваемая в данном разделе версия использует как взаимное исключение, так и условную переменную, тогда как в предыдущем случае (см. листинг 30.23) применялось только взаимное исключение.

Если мы рассмотрим гистограмму количества клиентов, обслуживаемых каждым потоком из пула, то окажется, что распределение клиентских запросов по потокам будет таким же, как показано в последнем столбце табл. 30.2. Это означает, что если основной поток вызывает функцию pthread_cond_signal, то при выборе очередного потока, который будет выведен из состояния ожидания для обслуживания клиентского запроса, осуществляется последовательный перебор всех имеющихся свободных потоков.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

6.5.1. Действие ACCEPT

Из книги Iptables Tutorial 1.1.19 автора Andreasson Oskar

6.5.1. Действие ACCEPT Данная операция не имеет дополнительных ключей. Если над пакетом выполняется действие ACCEPT, то пакет прекращает движение по цепочке (и всем вызвавшим цепочкам, если текущая цепочка была вложенной) и считается ПРИНЯТЫМ (то бишь пропускается), тем не менее,


Правило 5: Какие функции C++ создает и вызывает молча

Из книги Эффективное использование C++. 55 верных способов улучшить структуру и код ваших программ автора Мейерс Скотт

Правило 5: Какие функции C++ создает и вызывает молча Когда пустой класс перестает быть пустым? Когда за него берется C++. Если вы не объявите конструктор копирования, оператор присваивания или деструктор самостоятельно, то компилятор сделает это за вас. Более того, если вы


Стеки потоков и допустимые количества потоков

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

Стеки потоков и допустимые количества потоков Следует сделать еще два предостережения. Во-первых, подумайте о размере стека, который по умолчанию составляет 1 Мбайт. В большинстве случаев этого будет вполне достаточно, но если существуют какие-либо сомнения на сей счет,


Отклик на единичную функцию

Из книги OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей автора Кеоун Дж.

Отклик на единичную функцию Единичная ступенчатая функция показана на рис. 5.20, б. По определению она остается нулевой до t=0, а начиная с этого момента становится равной 1 В. Параметры элементов для схемы, показанной на рис. 5.20, a: R=2 Ом, R1=1 Ом и С=0,125 Ф. Анализ схемы показывает,


Пример 33-6. Сценарий (бесполезный), который вызывает себя сам

Из книги Искусство программирования на языке сценариев командной оболочки автора Купер Мендель

Пример 33-6. Сценарий (бесполезный), который вызывает себя сам #!/bin/bash# recurse.sh# Может ли сценарий вызвать себя сам?# Да, но есть ли в этом смысл?RANGE=10MAXVAL=9i=$RANDOMlet "i %= $RANGE" # Генерация псевдослучайного числа в диапазоне 0 .. $MAXVAL.if [ "$i" -lt "$MAXVAL" ]then echo "i = $i" ./$0 # Сценарий запускает


Пример 33-7. Сценарий имеющий практическую ценность), который вызывает себя сам

Из книги C++ для начинающих автора Липпман Стенли

Пример 33-7. Сценарий имеющий практическую ценность), который вызывает себя сам #!/bin/bash# pb.sh: телефонная книга# Автор: Rick Boivie# используется с его разрешения.# Дополнен автором документа.MINARGS=1 # Сценарию должен быть передан, по меньшей мере, один


7.9.1. Тип указателя на функцию

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

7.9.1. Тип указателя на функцию Как объявить указатель на функцию? Как выглядит формальный параметр, когда фактическим аргументом является такой указатель? Вот определение функции lexicoCompare(), которая сравнивает две строки лексикографически:#include stringint lexicoCompare( const string sl, const


4.6. Функция accept

Из книги автора

4.6. Функция accept Функция accept вызывается сервером TCP для возвращения следующего установленного соединения из начала очереди полностью установленных соединений (см. рис. 4.2). Если очередь полностью установленных соединений пуста, процесс переходит в состояние ожидания (по


8.15. Эхо-сервер TCP и UDP, использующий функцию select

Из книги автора

8.15. Эхо-сервер TCP и UDP, использующий функцию select Теперь мы объединим наш параллельный эхо-сервер TCP из главы 5 и наш последовательный эхо-сервер UDP из данной главы в один сервер, использующий функцию select для мультиплексирования сокетов TCP и UDP. В листинге 8.14 представлена


16.6. Неблокируемая функция accept

Из книги автора

16.6. Неблокируемая функция accept Как было сказано в главе 6, функция select сообщает, что прослушиваемый сокет готов для чтения, когда установленное соединение готово к обработке функцией accept. Следовательно, если мы используем функцию select для определения готовности входящих


30.6. Сервер TCP с предварительным порождением процессов без блокировки для вызова accept

Из книги автора

30.6. Сервер TCP с предварительным порождением процессов без блокировки для вызова accept В первом из рассматриваемых нами «усовершенствованных» серверов используется технология, называемая предварительным созданием процессов (preforking). Вместо того чтобы вызывать функцию fork


30.7. Сервер TCP с предварительным порождением процессов и защитой вызова accept блокировкой файла

Из книги автора

30.7. Сервер TCP с предварительным порождением процессов и защитой вызова accept блокировкой файла Описанная выше реализация, позволяющая нескольким процессам вызывать функцию accept на одном и том же прослушиваемом дескрипторе, возможна только для систем 4.4BSD, в которых функция


30.8. Сервер TCP с предварительным порождением процессов и защитой вызова accept при помощи взаимного исключения

Из книги автора

30.8. Сервер TCP с предварительным порождением процессов и защитой вызова accept при помощи взаимного исключения Как мы уже говорили, существует несколько способов синхронизации процессов путем блокирования. Блокировка файла по стандарту POSIX, рассмотренная в предыдущем


30.9. Сервер TCP с предварительным порождением процессов: передача дескриптора

Из книги автора

30.9. Сервер TCP с предварительным порождением процессов: передача дескриптора Последней модификацией нашего сервера с предварительным порождением процессов является версия, в которой только родительский процесс вызывает функцию accept, а затем «передает» присоединенный


30.10. Параллельный сервер TCP: один поток для каждого клиента

Из книги автора

30.10. Параллельный сервер TCP: один поток для каждого клиента Предыдущие пять разделов были посвящены рассмотрению серверов, в которых для обработки клиентских запросов используются дочерние процессы, либо заранее порождаемые с помощью функции fork, либо требующие вызова


30.11. Сервер TCP с предварительным порождением потоков, каждый из которых вызывает accept

Из книги автора

30.11. Сервер TCP с предварительным порождением потоков, каждый из которых вызывает accept Ранее в этой главе мы обнаружили, что версии, в которых заранее создается пул дочерних процессов, работают быстрее, чем те, в которых для каждого клиентского запроса приходится вызывать