UNIX: разработка сетевых приложений

44   while (nconn < maxnconn && nlefttoconn > 0) {

45    /* находим файл для считывания */

46    for (i = 0; i < nfiles; i++)

47     if (file[i].f_flags == 0)

48      break;

49    if (i == nfiles)

50     err_quit("nlefttoconn = %d but nothing found", nlefttoconn);

51    file[i].f_flags = F_CONNECTING;

52    Pthread_create(&tid, NULL, &do_get_read, &file[i]);

53    file[i].f_tid = tid;

54    nconn++;

55    nlefttoconn--;

56   }

57   /* Ждем завершения выполнения одного из потоков */

58   Pthread_mutex_lock(&ndone_mutex);

59   while (ndone == 0)

60    Pthread_cond_wait(&ndone_cond, &ndone_mutex);

61   for (i = 0; i < nfiles; i++) {

62    if (file[i].f_flags & F_DONE) {

63     Pthread_join(file[i].f_tid, (void**)&fptr);

64     if (&file[i] != fptr)

65      err_quit("file[i] != fptr");

66     fptr->f_flags = F_JOINED; /* clears F_DONE */

67     ndone--;

68     nconn--;

69     nlefttoread--;

70     printf("thread %d for %s done\n", fptr->f_tid, fptr->f_name);

71    }

72   }

73   Pthread_mutex_unlock(&ndone_mutex);

74  }

75  exit(0);

76 }

По возможности создаем новый поток

44-56 Эта часть кода не изменилась.

Ждем завершения выполнения потока

57-60 Мы ждем завершения выполнения потоков, отслеживая, когда значение ndone станет равно нулю. Как сказано в разделе 26.8, эта проверка должна быть проведена перед тем, как взаимное исключение будет блокировано, а переход потока в состояние ожидания осуществляется функцией pthread_cond_wait.

Обработка завершенного потока

61-73 Когда выполнение потока завершилось, мы перебираем все структуры file, отыскивая соответствующий поток, вызываем pthread_join, а затем устанавливаем новый флаг F_JOINED.

В табл. 16.1 показано, сколько времени требует выполнение этой версии веб-клиента, а также версии, использующей неблокируемую функцию connect.

26.10. Резюме

Создание нового потока обычно требует меньше времени, чем порождение нового процесса с помощью функции fork. Одно это уже является большим преимуществом использования потоков на активно работающих сетевых серверах. Многопоточное программирование, однако, представляет собой отдельную технологию, требующую большей аккуратности при использовании.

Все потоки одного процесса совместно используют глобальные переменные и дескрипторы, тем самым эта информация становится доступной всем потокам процесса. Но совместное использование информации вносит проблемы, связанные с синхронизацией доступа к разделяемым переменным, и поэтому нам следует использовать примитивы синхронизации технологии Pthreads — взаимные исключения и условные переменные. Синхронизация доступа к совместно используемым данным — необходимое условие почти для любого приложения, работающего с потоками.

При разработке функций, которые могут быть вызваны таким приложением, нужно учитывать требование безопасности в многопоточной среде. Это требование выполнимо при использовании собственных данных потоков (thread-specific data), пример которых мы показали при рассмотрении функции readline в этой главе.

К модели потоков мы вернемся в главе 30, где сервер при запуске создает пул потоков. Для обслуживания очередного клиентского запроса используется любой свободный поток.

Упражнения

1. Сравните использование дескриптора в случае, когда в коде сервера применяется функция fork, и в случае, когда используются потоки. Предполагается, что одновременно обслуживается 100 клиентов.

2. Что произойдет в листинге 26.2, если поток при завершении функции str_echo не вызовет функцию close для закрытия сокета?

3. В листингах 5.4 и 6.2 мы выводили сообщение Server terminated prematurely (Сервер завершил работу преждевременно), когда мы ждали от сервера прибытия отраженной строки, а вместо этого получали признак конца файла (см. раздел 5.12). Модифицируйте листинг 26.1 таким образом, чтобы в соответствующих случаях также выдавалось аналогичное сообщение.