linux socket的多線程編成來實現多個客戶端的連接

在socket的網絡編程中常常採用多線程的方法來進行與多個客戶端的通信，使服務器與多個客戶端的通信併發、並行地進行。相比於多進程，多線程的好處是共用一塊內存空間，下面我們來看一個簡單的例子,就是多個客戶端將字符串發送給服務器，服務器再將字符串反轉後回覆給客戶端
服務器 server.c

    #include <stdio.h>   
    #include <string.h>         
    #include <strings.h>  
    #include <stdlib.h>       
    #include <unistd.h>          
    #include <sys/types.h> 
    #include <sys/socket.h> 
    #include <netinet/in.h> 
    #include <arpa/inet.h>
    #include<pthread.h>
    #define PORT 1234 
    #define BACKLOG 1 





void *start_routine( void *ptr) 
{
    int fd = *(int *)ptr;
    char buf[100];
        int numbytes;
    int i,c=0;
    printf("this is a new thread,you got connected\n");
    printf("fd=%d\n",fd);


    if ((numbytes=recv(fd,buf,100,0)) == -1){ 
    printf("recv() error\n"); 
    exit(1); 
    } 

    char str[numbytes];
    char buffer[numbytes];

    //將收到的字符串反轉
    for(c=0;c<(numbytes-1);c++)
    {
    buffer[c]=buf[c];
    }



        printf("receive message:%s\n",buf);

    printf("numbytes=%d\n",numbytes);

    for(i=0;i<numbytes;i++)
    {
        str[i]=buf[numbytes-1-i];

    }


    printf("server will send:%s\n",str);
    numbytes=send(fd,str,sizeof(str),0); 
    printf("send numbytes=%d\n",numbytes);
    close(fd);
}


int  main()  
{ 

    int listenfd, connectfd;    
    struct sockaddr_in server; 
    struct sockaddr_in client;      
    int sin_size; 
    sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); 



    pthread_t thread; //定義一個線程號

    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 
    {   
        perror("Creating socket failed.");
        exit(1);
    }


    int opt = SO_REUSEADDR;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    bzero(&server,sizeof(server));  

    server.sin_family=AF_INET; 
    server.sin_port=htons(PORT); 
    server.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY); 

    // 綁定
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { 
    perror("Bind error.");
    exit(1); 
    }   

    // 監聽 
    if(listen(listenfd,BACKLOG) == -1){  /* calls listen() */ 
    perror("listen() error\n"); 
    exit(1); 
    } 

    while(1)
    {
        // accept 
        if ((connectfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client,&sin_size))==-1) {
        perror("accept() error\n"); 
        exit(1); 
        }



        printf("You got a connection from %s\n",inet_ntoa(client.sin_addr) ); 


        pthread_create(&thread,NULL,start_routine,(void *)&connectfd);

    }
    close(listenfd);

}

客戶端 client.c

    #include <stdio.h> 
    #include <unistd.h>
    #include <strings.h>
    #include<string.h>
    #include <sys/types.h> 
    #include <sys/socket.h> 
    #include <stdlib.h>
    #include <netinet/in.h> 
    #include <netdb.h>        

    #define PORT 1234   
    #define MAXDATASIZE 100  

    char receiveM[100];
        char sendM[100]; 

    int main(int argc, char *argv[]) 
 { 
    int fd, numbytes;    
    struct hostent *he;       
    struct sockaddr_in server;  

    //檢查用戶輸入，如果用戶輸入不正確，提示用戶正確的輸入方法
    if (argc !=2) {         printf("Usage: %s <IP Address>\n",argv[0]); 
    exit(1); 
    } 

    // 通過函數 gethostbyname()獲得字符串形式的ip地址，並賦給he
    if ((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL){  
    printf("gethostbyname() error\n"); 
    exit(1); 
    } 


    // 產生套接字fd
    if ((fd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1){ 
    printf("socket() error\n"); 
    exit(1); 
    } 

    bzero(&server,sizeof(server));

    server.sin_family = AF_INET; 
    server.sin_port = htons(PORT); 
    server.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);  
    if(connect(fd, (struct sockaddr *)&server,sizeof(struct sockaddr))==-1){  
    printf("connect() error\n"); 
    exit(1); 
    } 



    // 向服務器發送數據


    printf("send message to server:");

        fgets(sendM,100,stdin);
    int send_le;
        send_le=strlen(sendM);
    sendM[send_le-1]='\0';





        send(fd,sendM,strlen(sendM),0); 

    // 從服務器接收數據
    if ((numbytes=recv(fd,receiveM,MAXDATASIZE,0)) == -1){ 
    printf("recv() error\n"); 
    exit(1); 
    } 

        printf("receive message from server:%s\n",receiveM);

    close(fd); 


 }

運行結果如圖，這裏以本機中開三個終端當作三個客戶端：

從運行結果來看，每一個客戶端都分配給了一個fd值，即每一個客戶端的線程都有各自的socket連接套接字。
在服務器程序中，我們可以看到，主程序中僅定義了一個線程標識符，而且僅創建了一個線程，這樣就可以進行多個客戶端的連接。個人理解：由於 socket的accept在while循環中，所以每有一個客戶端請求連接服務器，都會生成一個新的連接套接字connectfd，而多個客戶端連接上服務器後，共享一個線程的內存，各個客戶端的線程之間並不是真正的併發、並行，而是線程的轉換速度非常快，不斷在多個客戶端之間切換，（類比數碼管的動態顯示）。這樣以來，就可以看做多個線程並行地和服務器進行通信。
所以說，在創建線程的函數pthread_create(&thread,NULL,start_routine,(void *)&connectfd) 中，我們要傳遞的參數只有socket的連接套接字connectfd就夠了，因爲數據的發送和接收函數recv/send只需要連接套接字connectfd，當然，也可以直接將客戶端的地址結構體struct sockaddr_in client傳遞給線程，因爲該結構體裏面還包含着協議族、ip地址、端口號等其他信息。要實現這個，服務器的程序可以仿照下面的程序：

    #include <stdio.h>          
    #include <strings.h>
    #include<string.h> 
    #include <stdlib.h>        
    #include <unistd.h>          
    #include <sys/types.h> 
    #include <sys/socket.h> 
    #include <netinet/in.h> 
    #include <arpa/inet.h>
    #include<pthread.h>
    #define PORT 1234 
    #define BACKLOG 1  //  隊列數，即可以排隊的最大連接數

    void *start_routine(void *arg); // 函數聲明

// 定義一個ARG結構體，每一個線程都會定義一個ARG結構體，相當於一塊內存
struct ARG {
    struct sockaddr_in client;
        int connfd;
 } ;    


void *start_routine(void *arg)
{
    struct ARG *info;
    info=(struct ARG *)arg; 

    int fd =(*info).connfd;

    send(fd,"Welcome to my server.\n",22,0); 
    printf("this is a new thread\n");
 // 發現了一個很奇怪的現象：線程中printf不加換行符\n就打印不出信息
    close(fd);
    free(arg);

}


int  main()  
{ 

    int listenfd, connectfd;    
    struct sockaddr_in server; 
    struct sockaddr_in client;      
    int sin_size; 
    sin_size=sizeof(struct sockaddr_in); 


    struct ARG *arg; //事實證明：ARG結構體放主函數裏和放全局變量裏並沒有區別

    pthread_t thread; //定義一個線程號

    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) 
    {   
        perror("Creating socket failed.");
        exit(1);
    }


    int opt = SO_REUSEADDR;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    bzero(&server,sizeof(server));  

    server.sin_family=AF_INET; 
    server.sin_port=htons(PORT); 
    server.sin_addr.s_addr = htonl (INADDR_ANY); 

    // 綁定
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(struct sockaddr)) == -1) { 
    perror("Bind error.");
    exit(1); 
    }   

    // 監聽 
    if(listen(listenfd,BACKLOG) == -1){  /* calls listen() */ 
    perror("listen() error\n"); 
    exit(1); 
    } 

    while(1)
    {
        // accept 
        if ((connectfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client,&sin_size))==-1) {
        perror("accept() error\n"); 
        exit(1); 
        }

        //printf("You got a connection from %s\n",inet_ntoa(client.sin_addr) ); 

        arg=malloc(sizeof(struct ARG));
        arg->connfd=connectfd; // 連接描述符
        //這裏注意：一定要指明結構體內部變量的指針！！！
        //不能直接指明結構體本身的指針
        memcpy((void *)&arg->client,&client,sizeof(client));


        pthread_create(&thread,NULL,start_routine,(void*)arg);


    }
    close(listenfd);

}

我們可以看，定義了一個結構體並分配一塊內存，結構體裏面包含連接套接字connectfd和戶端的地址結構體struct sockaddr_in client，然後再用內存拷貝函數memcpy將各種信息拷貝至該結構體的對應地址處，用這種方法來傳遞給線程各個客戶端的信息。

linux socket的多線程編成來實現多個客戶端的連接

公司剛入職了一名 Java 中級開發，短短 4 行代碼居然湊齊了 3 個 bug！我哭了~~

公衆號5月C#/.NET熱文一覽

git 下載大陸鏡像地址

linux socket的多線程編成來實現多個客戶端的連接

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結