Question

我想使用C ++ 11和标准linux C-Librarys创建一个多线程套接字服务器。

最简单的方法是为每个传入连接打开一个新线程，但必须有另一种方法，因为Apache没有这样做。据我所知，Apache在Thread中处理多个连接。如何实现这样的系统？

我想创建一个线程，始终监听新客户端并将此新客户端分配给线程。但是如果所有线程当前正在执行“select（）”，具有无限超时并且没有任何已分配的客户端正在执行任何操作，则可能需要一段时间才能使客户端可用。

所以“select（）”需要超时。将超时设置为0.5ms会很好，但我猜工作量可能会上升太多，不是吗？

有人可以告诉我你将如何实现这样一个系统，为每个线程处理多个客户端？ PS：希望我的英语足以让你理解我的意思;）

Answer 1

将多个请求复用到单个线程的标准方法是使用Reactor模式。中心对象（通常称为SelectServer，SocketServer或IOService）监视运行请求中的所有套接字，并在套接字准备好继续读取或写入时发出回调。

正如其他人所说，滚动自己可能是一个坏主意。处理超时，错误和跨平台兼容性（例如，用于linux的epoll，用于bsd的kqueue，用于windows的iocp）是棘手的。对生产系统使用boost :: asio或libevent。

这是一个骨架SelectServer（编译但未经过测试）给你一个想法：

#include <sys/select.h>

#include <functional>
#include <map>

class SelectServer {
 public:
  enum ReadyType {
    READABLE = 0,
    WRITABLE = 1
  };

  void CallWhenReady(ReadyType type, int fd, std::function<void()> closure) {
    SocketHolder holder;
    holder.fd = fd;
    holder.type = type;
    holder.closure = closure;
    socket_map_[fd] = holder;
  }

  void Run() {
    fd_set read_fds;
    fd_set write_fds;
    while (1) {
      if (socket_map_.empty()) break;

      int max_fd = -1;
      FD_ZERO(&read_fds);
      FD_ZERO(&write_fds);
      for (const auto& pr : socket_map_) {
        if (pr.second.type == READABLE) {
          FD_SET(pr.second.fd, &read_fds);
        } else {
          FD_SET(pr.second.fd, &write_fds);
        }
        if (pr.second.fd > max_fd) max_fd = pr.second.fd;
      }

      int ret_val = select(max_fd + 1, &read_fds, &write_fds, 0, 0);
      if (ret_val <= 0) {
        // TODO: Handle error.
        break;
      } else {
        for (auto it = socket_map_.begin(); it != socket_map_.end(); ) {
          if (FD_ISSET(it->first, &read_fds) ||
              FD_ISSET(it->first, &write_fds)) {
            it->second.closure();
            socket_map_.erase(it++);
          } else {
            ++it;
          }
        }
      }
    }
  }

 private:
  struct SocketHolder {
    int fd;
    ReadyType type;
    std::function<void()> closure;
  };

  std::map<int, SocketHolder> socket_map_;
};

Answer 2

首先，请看一下使用poll()而不是select()：当您从不同的线程中使用大量文件描述符时，它会更好。

要使当前在I / O中等待的线程无法等待，我知道有两种方法：

您可以使用pthread_kill()向线程发送合适的信号。对poll()的调用失败，errno设置为EINTR。
某些系统允许从线程控制设备获取文件描述符。当线程控制设备被发信号通知时poll()用于输入的相应文件描述符成功。例如，参见Can we obtain a file descriptor for a semaphore or condition variable?。

Answer 3

这不是一项微不足道的任务。

为了实现这一点，您需要维护所有已打开套接字的列表（服务器套接字和当前客户端的套接字）。然后使用 select（）函数，您可以为其提供套接字列表（文件描述符）。使用正确的参数，select（）将等待，直到其中一个套接字发生任何事件。

然后您必须找到导致select（）退出并处理事件的套接字。对于服务器套接字，它可以是新客户端。对于客户端套接字，它可以是请求，终止通知等。

关于您在问题中所说的内容，我认为您不太了解 select（） API。可以在不同的线程中进行并发 select（）调用，只要它们不在相同的套接字上等待即可。然后，如果客户端没有做任何事情，它不会阻止服务器select（）工作和接受新客户端。

如果您希望能够执行某些操作，即使客户端没有执行任何操作，您也只需要给select（）一个超时。例如，您可能有一个计时器来向客户端发送定期信息。然后，您可以选择与您的第一个计时器相对应的超时，并在select（）返回时处理过期的计时器（以及任何其他并发事件）。

我建议你仔细阅读 select 联机帮助页。

多线程服务器在一个线程中处理多个客户端

3 个答案: