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《tcp/ip网络编程技术基础》阅读小记

在此本书中关于各种服务器的设计都有很清楚的解释,此书的编程实现是c语言 LINUX平台。
主要基本知识关于进程、线程,进线程通信,和SOCKET编程接口介绍。
关于各种服务器的基本设计代码在此不呈现了。
我选了两个我不太清楚的概念“线程池”和“Epoll”进行介绍。

线程池:

“一种成熟的线程使用模式。 实现有领导者与跟随者模式,半同步半异步模式。
线程池的伸缩性对性能有较大的影响。
创建太多线程,将会浪费一定的资源,有些线程未被充分使用。
销毁太多线程,将导致之后浪费时间再次创建它们。
创建线程太慢,将会导致长时间的等待,性能变差。
销毁线程太慢,导致其它线程资源饥饿。”---维基百科
本书定义:一个用来存放“线程”的对象池。在程序中,如果某个创建某种对象所需要的代价太高,同时整个对象又可以反复使用,那么往往就可以准备一个容器来保存一批这样的对象。当需要时,就从该容器中挑选一个现成的对象。

主要有两种线程:一类是监视和维护线程池尺寸-值守进程;一类是完成具体应用服务-工作线程
图片展示:

Epoll

"epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll,是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本,它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。另一点原因就是获取事件的时候,它无须遍历整个被侦听的描述符集,只要遍历那些被内核IO事件异步唤醒而加入Ready队列的描述符集合就行了。epoll除了提供select/poll那种IO事件的电平触发(Level Triggered)外,还提供了边沿触发(Edge Triggered),这就使得用户空间程序有可能缓存IO状态,减少epoll_wait/epoll_pwait的调用,提高应用程序效率。"---百度百科

总结一下“Epoll”相较于select的优势:
1.socket描述符数目:Epoll所支持的socket描述符上限是最大可以打开文件的数目,该数字一般远大于2048,而select调用限制的。
2.句柄:Epoll采用事件响应,而select选择句柄时则采用遍历。(句柄:一种特殊的智能指针 。当一个应用程序要引用其他系统(如数据库、操作系统)所管理的内存块或对象时,就要使用句柄)

线程间同步和通信

本文是线程同步通信的基础知识,关于线程的基本知识,可以参考“操作系统‘的教材。
主要实现代码是关于:pthread的使用,互斥锁,条件变量
互斥锁与条件变量:
普通的 mutex 只允许一个线程进入临界区,就是拿到mutex这把锁的线程,而cond 允许多个线程同时进入临界区,由它来控制,在某些条件成立的时候,来唤醒其中一个等待着的线程,或者是唤醒所有等待着的线程。
代码实现环境:linux c gcc 编译
API:posix 线程维基百科

代码1 pthread 使用

#include 
#include
#include
#include

static void wait(void)
{
time_t start_time = time(NULL);

while (time(NULL) == start_time)
{
/* do nothing except chew CPU slices for up to one second */
}
}

static void *thread_func(void *vptr_args)
{
int i;

for (i = 0; i < 20; i++)
{
fputs(" b\n", stderr);
wait();
}

return NULL;
}

int main(void)
{
int i;
pthread_t thread;

if (pthread_create(&thread, NULL, thread_func, NULL) != 0)
{
return EXIT_FAILURE;
}

for (i = 0; i < 20; i++)
{
puts("a");
wait();
}

if (pthread_join(thread, NULL) != 0)
{
return EXIT_FAILURE;
}

return EXIT_SUCCESS;
}

代码2:互斥锁:

#include 
#include

pthread_mutex_t mutex ;
void *print_msg(void *arg){
int i=0;
pthread_mutex_lock(&mutex);
for(i=0;i<15;i++){
printf("output : %d\n",i);
sleep(100);
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
int main(int argc,char** argv){
pthread_t id1;
pthread_t id2;
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_create(&id1,NULL,print_msg,NULL);
pthread_create(&id2,NULL,print_msg,NULL);
pthread_join(id1,NULL);
pthread_join(id2,NULL);
pthread_mutex_destroy(&mutex);
return 1;
}

代码3:条件变量:

#include 
#include
#include

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*初始化互斥锁*/
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;/*初始化条件变量*/

void *thread1(void *);
void *thread2(void *);

int i=1;
int main(void)
{
pthread_t t_a;
pthread_t t_b;

pthread_create(&t_a,NULL,thread2,(void *)NULL);/*创建进程t_a*/
pthread_create(&t_b,NULL,thread1,(void *)NULL); /*创建进程t_b*/
pthread_join(t_b, NULL);/*等待进程t_b结束*/
pthread_mutex_destroy(&mutex);
pthread_cond_destroy(&cond);
exit(0);
}

void *thread1(void *junk)
{
for(i=1;i<=9;i++)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);/*锁住互斥量*/
if(i%3==0)
pthread_cond_signal(&cond);/*条件改变,发送信号,通知t_b进程*/
else
printf("thead1:%d \n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解锁互斥量*/
sleep(1);
}
}

void *thread2(void *junk)
{
while(i<9)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if(i%3!=0)
pthread_cond_wait(&cond,&mutex);/*等待*/
printf("thread2:%d\n",i);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
sleep(1);
}
}