Linux高性能服务器编程--线程池

用多进程或多线程实现并发服务器时有一些缺点：

（1）、动态创建子进程（或线程）比较耗费时间，会导致较慢的客户响应。

（2）、动态创建子进程（或线程）通常只用来为一个客户服务，这将导致系统上产生大量的细微进程（或线程）。进程（线程）间的切换将消耗大量的CPU时间。

所以有了池的概念。

池：在初始时，申请比刚开始要使用的资源大的资源空间，在接下来使用时，直接从池中获取资源。

对比多线程，多线程如果存在客户端链接，创建一个新的线程，客户端关闭，释放线程。服务器更多时间消耗在创建线程、释放线程。对于业务逻辑的处理，就会较少。所以用线程池来进行改善。

一、线程池服务器实现原理

在服务器运行初始时，创建n个和客户端通讯的工作线程，将这n个线程用池管理起来，主线程负责监听套接字、接受客户链接，当有连接时，从线程池中选取一个线程为其服务；客户端关闭连接时，服务器就将线程又放回池中。

二、线程池分配工作方式

服务器编程流程：

编程代码：

服务器端：

#include <stdio.h>#include <assert.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#define MAX 10int fds[MAX]={0};sem_t sem;void fds_init(){int i=0;for(;i<MAX;i++){fds[i]=-1;}}int fds_add(int c){int i=0;for(;i<MAX;i++){if(fds[i]==-1){fds[i]=c;return 1;}}return 0;}void fds_sub(int c){int i=0;for(;i<MAX-1;i++){fds[i]=fds[i+1];if(fds[i+1]==-1)break;}fds[MAX-1]=-1;}int fds_get(){int i=0;for(;i<MAX;i++){if(fds[i]!=-1){int c=fds[i];fds_sub(c);return c;}}return -1;}void *pthread_fun(void *arg){while(1){sem_wait(&sem);int c=fds_get();while(1){char buff[128]={0};int n=recv(c,buff,127,0);if(n<=0){close(c);break;}printf("c=%d::buff=%s\n",c,buff);send(c,"I accept",sizeof("I accept"),0);}}}int main(){sem_init(&sem,0,0);fds_init();int i=0;for(;i<3;i++){pthread_t id;int rt=pthread_create(&id,NULL,(void *)pthread_fun,NULL);assert(rt==0);}int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);assert(sockfd!=-1);struct sockaddr_in ser,cli;memset(&ser,0,sizeof(ser));ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");ser.sin_port=htons(6500);int res=bind(sockfd,(struct sockaddr *)&ser,sizeof(ser));assert(res!=-1);listen(sockfd,5);while(1){int len=sizeof(cli);int c=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&cli,&len);if(c>=0){if(!fds_add(c)){send(c,"please wait a memmet",strlen("please wait a memmet"),0);close(c);continue;}sem_post(&sem);}else{printf("error\n");continue;}}}

客户端：

#include<stdio.h>#include<assert.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<sys/socket.h>#include<arpa/inet.h>#include<signal.h>#include<string.h>int main(){int sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);assert(sockfd!=-1);struct sockaddr_in ser,cli;memset(&ser,0,sizeof(ser));ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_port=htons(6500);ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");int res=connect(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));assert(res!=-1);while(1){printf("please input:");fflush(stdout);char buff[128]={0};fgets(buff,128,stdin);if(strncmp(buff,"end",3)==0){close(sockfd);break;}send(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0);memset(buff,0,128);recv(sockfd,buff,127,0);printf("%s\n",buff);}}

运行结果：

由于在线程池中创建了3个线程，所以由上面的图可以看出，当第四个客户端想要连接时会阻塞住。

接下来有客户端关闭时，通讯正常，如下图：

以上是通过方式1分配的流程，但仍然有风险，因为等待队列相当于临界资源，我们需要做加锁控制。所以有了第2中方案：