面向連線的Socket Server的簡單實現

2021-09-06 01:21:48 字數 4192 閱讀 8307

有時候我們需要實現乙個公共的模組,需要對多個其他的模組提供服務,最常用的方式就是實現乙個socket server,接受客戶的請求,並返回給客戶結果。

這經常涉及到如果管理多個連線及如何多執行緒的提供服務的問題,常用的方式就是連線池和執行緒池,基本流程如下:

首先伺服器端有乙個監聽執行緒,不斷監聽來自客戶端的連線。

當乙個客戶端連線到監聽執行緒後,便建立了乙個新的連線。

監聽執行緒將新建立的連線放入連線池進行管理,然後繼續監聽新來的連線。

執行緒池中有多個服務執行緒,每個執行緒都監聽乙個任務佇列,乙個建立的連線對應乙個服務任務,當服務執行緒發現有新的任務的時候,便用此連線向客戶端提供服務。

乙個socket server所能夠提供的連線數可配置,如果超過配置的個數則拒絕新的連線。

當服務執行緒完成服務的時候,客戶端關閉連線,服務執行緒關閉連線,空閒並等待處理新的任務。

連線池的監控執行緒清除其中關閉的連線物件,從而可以建立新的連線。

socket的呼叫主要包含以下的步驟:

呼叫比較複雜,我們首先區分兩類socket,一類是listening socket,一類是connected socket.

listening socket由mysocketserver負責,一旦accept,則生成乙個connected socket,又mysocket負責。

mysocket主要實現的方法如下:

int mysocket::write(const char * buf, int length)

left -= ret;

index += ret;

}if(left > 0)

return -1;

return 0;

}int mysocket::read(char * buf, int length)

return index;

}int mysocket::status()

int mysocket::close()

mysocketserver的主要方法實現如下:

int mysocketserver::init(int port)

struct sockaddr_in serveraddr;

memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));

serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(inaddr_any);

serveraddr.sin_family = af_inet;

serveraddr.sin_port = htons(port);

if(bind(m_socket, (struct sockaddr *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) == -1)

if(listen(m_socket, somaxconn) == -1)

struct linger lin;

lin.l_onoff = 1;

lin.l_linger = 0;

setsockopt(m_socket, sol_socket, so_linger, (const char *)&lin, sizeof(lin));

m_port = port;

m_inited = true;

return 0;

}mysocket * mysocketserver::accept()

mysocket* socket = new mysocket(sock);

return socket;

}mysocket * mysocketserver::accept(int timeout)}

乙個執行緒池一般有乙個任務佇列,啟動的各個執行緒從任務佇列中競爭任務,得到的執行緒則進行處理:listm_taskqueue;

任務佇列由鎖保護,使得執行緒安全:pthread_mutex_t m_queuemutex

任務佇列需要條件變數來支援生產者消費者模式:pthread_cond_t m_cond

如果任務列表為空,則執行緒等待,等待中的執行緒個數為:m_numwaitthreads

需要乙個列表來維護執行緒池中的執行緒:vectorm_threads

每個執行緒需要乙個執行緒執行函式:

void * __thread_new_proc(void *p)

每個執行緒由mythread類負責,主要函式如下:

int mythread::start()

int mythread::join()

int ret = pthread_join(m_thread, null);

if(ret != 0)

return –1;

void mythread::run()

while (false == m_bstop)

mytask *ptask = m_threadpool->getnexttask();

if (null != ptask)

ptask->process();

執行緒池由mythreadpool負責,主要函式如下:

int mythreadpool::init()

return 0;

}int mythreadpool::start()

ret = pthread_cond_broadcast(&m_cond);

if(ret != 0)

return –1;

return 0;

}void mythreadpool::addtask(mytask *ptask)

mytask * mythreadpool::getnexttask()

ptask = m_taskqueue.front();

m_taskqueue.pop_front();

pthread_mutex_unlock(&m_queuemutex);

return ptask;  

}其中每乙個任務的執行由mytask負責,其主要方法如下:

void mytask::process()

//用read從客戶端讀取指令

//對指令進行處理

//用write向客戶端寫入結果

每個連線池儲存乙個鍊錶儲存已經建立的連線:list* m_connections

當然這個鍊錶也需要鎖來進行多執行緒保護:pthread_mutex_t m_connectionmutex;

此處乙個myconnection也是乙個mytask,由乙個執行緒來負責。

執行緒池也作為連線池的成員變數:mythreadpool * m_threadpool   

連線池由類myconnectionpool負責,其主要函式如下:

void myconnectionpool::addconnection(myconnection * pconn)

myconnectionpool也要啟動乙個背後的執行緒,來管理這些連線,移除結束的連線和錯誤的連線。

void myconnectionpool::managepool()

else if (conn->iserror())

else

}pthread_mutex_unlock(&m_connectionmutex);

監聽執行緒需要有乙個mysocketserver來監聽客戶端的連線,每當形成乙個新的連線,檢視是否超過設定的最大連線數,如果超過則關閉連線,如果未超過設定的最大連線數,則形成乙個新的myconnection,將其加入連線池和執行緒池。

mysocketserver *pserver = new mysocketserver(port);

myconnectionpool *ppool = new myconnectionpool();

while (!stopflag)

mysocket * sock = pserver->acceptconnection(5);

if(sock != null)

if(m_connections.size > maxconnectionsize)

sock.close();

mytask *ptask = new myconnection();

ppool->addconnection(ptask);      

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