C语言TCP服务器模型 : select + 多线程与双循环单线程阻塞服务器的比较

本文主要是介绍C语言TCP服务器模型 : select + 多线程与双循环单线程阻塞服务器的比较,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

观察到的实验现象:

启动三个客户端:

使用双循环阻塞服务器:只能accept后等待收发,同时只能与一个客户端建立连接,必须等已连接的客户端多次收发 明确断开后才能与下个客户端连接

使用IO多路复用select:可以同时接收所有的连接请求,并且连接状态一直是存活的,直到客户端关闭连接

select + 多线程服务器创作灵感:

本来是想 接收,发送 全用select

但是如果每个连接都要求处理大量数据,则响应时间不确定

最重要的,select判断依据是内核缓存是否有足够空间可写,而不是数据是否准备好

所以为了数据准备好再发送 

我使用了 接收多路复用+分线程处理数据+处理完毕在线程内直接发送 的模型

什么样的场景收发都适合用select?

IO密集型转发服务器

用于对比的双循环阻塞服务器工作原理:

进入外循环, accept后 再进入内循环 收 发 ,当客户端结束连接时 内层循环结束(使用break)

代码走完 重新进入外层循环 accept阻塞等待一个新连接

注意事项: ip地址修改为符合 你网络规范的ip 运行环境:unix-like系统 gnu_c库

select + 多线程服务器,欢迎指正:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <time.h>#define SERVER_IP "192.168.142.132"
#define SERVER_PORT 50012
// 此结构体用于线程参数
struct t_args
{int fd;char data[1024];
};
// 用于accept返回的fd的容器
int client_sockfds[1024] = {0};
// 计数器可以理解为指针,每次用完向后挪1位
int count = 0;
// 线程执行函数
void *start_routine(void *p)
{// 解析参数struct t_args ta = *((struct t_args *)p);// fd后面要用int fd = ta.fd;// 数据打印出来表示已经获取,可以进行后续处理printf("%s\n", ta.data);// 模拟数据处理sleep((rand() % 3) + 1);// 这是处理完的结果char res_data[128] = "yes yes done done done";ssize_t send_bytes;// 声明写监控集fd_set writefds;// 清空重置FD_ZERO(&writefds);// 将这个fd加入写监控FD_SET(fd, &writefds);// 如果select返回,说明此fd写就绪int r = select(fd + 1, NULL, &writefds, NULL, NULL);if (r == -1){perror("select");}if (r > 0){// 如果写就绪if (FD_ISSET(fd, &writefds)){// 就把处理好的数据发送回去send_bytes = send(fd, res_data, strlen(res_data), 0);if (send_bytes == -1){perror("send");}if (send_bytes > 0){printf("%s\n", res_data);}}}free(p);pthread_exit(NULL);
}
void handler(void *p)
{pthread_t tid;// 创建线程,传参fdif (pthread_create(&tid, NULL, start_routine, p)){perror("pthread_create");}// 分离if (pthread_detach(tid)){perror("pthread_detach");}
}int main()
{int server_sockfd, client_sockfd;struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr;memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);socklen_t server_sockaddr_len = sizeof(server_sockaddr);ssize_t recv_bytes;char recv_buf[1024] = {0};fd_set readfds;// 随机数种子srand(time(NULL));// 创建socketserver_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_sockfd == -1){perror("socket");}// 端口复用int optval = 1;if (setsockopt(server_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) == -1){perror("setsockopt");}// 绑定地址端口inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_sockaddr.sin_addr.s_addr);server_sockaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);server_sockaddr.sin_family = AF_INET;if (bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, server_sockaddr_len) == -1){perror("bind");}// 监听if (listen(server_sockfd, 16) == -1){perror("listen");}printf("server start...\n");// 服务器主循环while (1){// 清空重置读集FD_ZERO(&readfds);// 将server_sockfd加入读集FD_SET(server_sockfd, &readfds);// 假设最大的fd是server_sockfdint fd_max = server_sockfd;int i;// count总是指向当前已填充fd的下一个位置for (i = 0; i < count; i++){// client_sockfds[i]数组储存accept返回的fd ,> 0表示存在fdif (client_sockfds[i] > 0){// 存在fd就加入读监控FD_SET(client_sockfds[i], &readfds);// 更新最大fd的值fd_max = fd_max > client_sockfds[i] ? fd_max : client_sockfds[i];}}// 此处select作用:从读集中选择读就绪int r = select(fd_max + 1, &readfds, NULL, NULL, NULL);if (r > 0){// 如果server_sockfd是读就绪的if (FD_ISSET(server_sockfd, &readfds)){// 说明已经有连接在等待,则accept不会阻塞client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);if (client_sockfd == -1){perror("accept");}// count++先读取count的值 后++,把返回的client_sockfd存到数组client_sockfds[count++] = client_sockfd;// 当连接数达到1024时,变得无法处理且有重大安全漏洞if (count == 1024){kill(getpid(), SIGKILL);}}// 此循环用于检查client_sockfds数组已填充部分for (i = 0; i < count; i++){// 检查fd是否读就绪if (FD_ISSET(client_sockfds[i], &readfds)){// 接收消息recv_bytes = recv(client_sockfds[i], recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);if (recv_bytes < 0){perror("recv");}else if (recv_bytes == 0){printf("close by peer\n");// 对面关我也关close(client_sockfds[i]);// 将数组上的fd清空client_sockfds[i] = 0;}else{// 向线程传参struct t_args ta;ta.fd = client_sockfds[i];strncpy(ta.data, recv_buf, strlen(recv_buf));// 为每个线程参数动态分配内存空间struct t_args *p = (struct t_args *)malloc(sizeof(ta));if (p == NULL){return -1;}// 赋值*p = ta;// 传入处理函数handler((void *)p);}}}}else if (r == -1){perror("select");}}close(server_sockfd);return 0;
}

双循环阻塞服务器:

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>#define SERVER_IP "192.168.142.132"
#define SERVER_PORT 50012int main()
{int server_sockfd, client_sockfd;struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr;memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);ssize_t send_bytes, recv_bytes;char send_buf[1024] = "How can I help you today ?";char recv_buf[1024] = {0};server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_sockfd == -1){perror("socket");}int optval = 1;setsockopt(server_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval));server_sockaddr.sin_family = AF_INET;inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_sockaddr.sin_addr.s_addr);server_sockaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);if (bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr)) == -1){perror("bind");}if (listen(server_sockfd, 16) == -1){perror("listen");}printf("server start...\n");while (1){client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);if (client_sockfd == -1){perror("accept");}while (1){recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);if (recv_bytes == -1){perror("recv");}else if (recv_bytes == 0){printf("closed by peer\n");break;}else{printf("%s\n", recv_buf);}send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);if (send_bytes == -1){perror("send");}}}close(server_sockfd);return 0;
}

赠送客户端:
 

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>#define SERVER_IP "192.168.142.132"
#define SERVER_PORT 50012int main()
{int client_sockfd;struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr;memset(&server_sockaddr, 0, sizeof(server_sockaddr));memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));socklen_t client_sockaddr_len = sizeof(client_sockaddr);ssize_t send_bytes, recv_bytes;char send_buf[1024] = {0};char recv_buf[1024] = {0};srand(time(NULL));client_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (client_sockfd == -1){perror("socket");}inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &server_sockaddr.sin_addr.s_addr);server_sockaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);server_sockaddr.sin_family = AF_INET;if (connect(client_sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(server_sockaddr)) == -1){perror("connect");}getsockname(client_sockfd, (struct sockaddr *)&client_sockaddr, &client_sockaddr_len);snprintf(send_buf, sizeof(send_buf), "%u:he###llo s???ver !!!",ntohs(client_sockaddr.sin_port));while (1){send_bytes = send(client_sockfd, send_buf, strlen(send_buf), 0);if (send_bytes == -1){perror("send");}recv_bytes = recv(client_sockfd, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);if (recv_bytes == -1){perror("recv");}printf("%s\n", recv_buf);sleep(1);}close(client_sockfd);return 0;
}

这篇关于C语言TCP服务器模型 : select + 多线程与双循环单线程阻塞服务器的比较的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/866584

相关文章

Java的IO模型、Netty原理解析

《Java的IO模型、Netty原理解析》Java的I/O是以流的方式进行数据输入输出的,Java的类库涉及很多领域的IO内容:标准的输入输出,文件的操作、网络上的数据传输流、字符串流、对象流等,这篇... 目录1.什么是IO2.同步与异步、阻塞与非阻塞3.三种IO模型BIO(blocking I/O)NI

基于Flask框架添加多个AI模型的API并进行交互

《基于Flask框架添加多个AI模型的API并进行交互》:本文主要介绍如何基于Flask框架开发AI模型API管理系统,允许用户添加、删除不同AI模型的API密钥,感兴趣的可以了解下... 目录1. 概述2. 后端代码说明2.1 依赖库导入2.2 应用初始化2.3 API 存储字典2.4 路由函数2.5 应

CentOS 7部署主域名服务器 DNS的方法

《CentOS7部署主域名服务器DNS的方法》文章详细介绍了在CentOS7上部署主域名服务器DNS的步骤,包括安装BIND服务、配置DNS服务、添加域名区域、创建区域文件、配置反向解析、检查配置... 目录1. 安装 BIND 服务和工具2.  配置 BIND 服务3 . 添加你的域名区域配置4.创建区域

C语言中的数据类型强制转换

《C语言中的数据类型强制转换》:本文主要介绍C语言中的数据类型强制转换方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录C语言数据类型强制转换自动转换强制转换类型总结C语言数据类型强制转换强制类型转换:是通过类型转换运算来实现的,主要的数据类型转换分为自动转换

利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件

《利用Go语言开发文件操作工具轻松处理所有文件》在后端开发中,文件操作是一个非常常见但又容易出错的场景,本文小编要向大家介绍一个强大的Go语言文件操作工具库,它能帮你轻松处理各种文件操作场景... 目录为什么需要这个工具?核心功能详解1. 文件/目录存javascript在性检查2. 批量创建目录3. 文件

C语言实现两个变量值交换的三种方式

《C语言实现两个变量值交换的三种方式》两个变量值的交换是编程中最常见的问题之一,以下将介绍三种变量的交换方式,其中第一种方式是最常用也是最实用的,后两种方式一般只在特殊限制下使用,需要的朋友可以参考下... 目录1.使用临时变量(推荐)2.相加和相减的方式(值较大时可能丢失数据)3.按位异或运算1.使用临时

使用C语言实现交换整数的奇数位和偶数位

《使用C语言实现交换整数的奇数位和偶数位》在C语言中,要交换一个整数的二进制位中的奇数位和偶数位,重点需要理解位操作,当我们谈论二进制位的奇数位和偶数位时,我们是指从右到左数的位置,本文给大家介绍了使... 目录一、问题描述二、解决思路三、函数实现四、宏实现五、总结一、问题描述使用C语言代码实现:将一个整

Windows Server服务器上配置FileZilla后,FTP连接不上?

《WindowsServer服务器上配置FileZilla后,FTP连接不上?》WindowsServer服务器上配置FileZilla后,FTP连接错误和操作超时的问题,应该如何解决?首先,通过... 目录在Windohttp://www.chinasem.cnws防火墙开启的情况下,遇到的错误如下:无法与

Java使用多线程处理未知任务数的方案介绍

《Java使用多线程处理未知任务数的方案介绍》这篇文章主要为大家详细介绍了Java如何使用多线程实现处理未知任务数,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 知道任务个数,你可以定义好线程数规则,生成线程数去跑代码说明:1.虚拟线程池:使用 Executors.newVir

C语言字符函数和字符串函数示例详解

《C语言字符函数和字符串函数示例详解》本文详细介绍了C语言中字符分类函数、字符转换函数及字符串操作函数的使用方法,并通过示例代码展示了如何实现这些功能,通过这些内容,读者可以深入理解并掌握C语言中的字... 目录一、字符分类函数二、字符转换函数三、strlen的使用和模拟实现3.1strlen函数3.2st