基于tcp协议的网络通信(基础echo版.多进程版,多线程版,线程池版),telnet命令

目录

基础版

思路

辅助函数 

服务端 

代码

运行情况 -- telnet +ip +端口号

传输的数据为什么没有转换格式

客户端

思路

代码

多进程版

引入

问题 

解决

注意点 

服务端

代码

运行情况

进程池版(简单介绍)

多线程版

引入

问题+解决

注意点

服务端

代码

运行情况 

线程池版

引入

过程介绍

服务端

代码 

task.hpp

thread_pool.hpp

helper.hpp

运行情况


基础版

思路

和udp不同的是,tcp是面向字节流,面向连接的协议

  • 所以要注意socket建立时的传入的数据类型 -- AF_STREAM

它需要客户端主动先和服务端建立连接,而不是直接发送数据

  • 那么,客户端就需要调用connect函数
  • 相应的,服务端需要一直处于监听(等待连接到来)的状态 -- listen函数,也需要一个接收连接的函数 -- accept(服务端会卡在accept中,直到有连接请求到来)

tcp协议当然也需要创建套接字并与自己的地址信息绑定 -- socket()+bind()

但是,tcp里会有两个不同的套接字文件,这两个的用处不一样

  • 在tcp协议中,服务端里被socket创建,被bind绑定,被accept使用的套接字a,只是用来获取连接的
  • 之后的io操作,由accept创建的新套接字b完成(也就是accept返回的fd)
  • 就像在饭店,有人负责拉客(门口站着的那种),这就是a的工作,所以可以命名为listen_socket(用于和b区分,a一般只有一个,当然也可以有多个)

  • 有人负责提供服务(服务员),这就是b的工作(可以有多个)

注意,每来一个新连接,就会有一个新的fd被返回

  • 即使连接获取失败,也不能说明什么,也许是对方切断了连接
  • 它不像socket那样,获取失败就说明哪里有问题;连接失败是可以被接受的
  • 所以,accept失败后不需要退出程序
  • 难道拉客的时候失败了你就辞职了吗? 不会的,你只会继续下一次的拉客

当客户端与服务端建立好连接后,就可以开始通信了

辅助函数 

获取时间,为客户端封装标识符

#pragma once

#include <string>
#include <cstring>

enum
{
    SOCK_ERROR = 1,
    BIND_ERROR,
    LISTEN_ERROR,
    CONNECT_ERROR
};

std::string get_time()
{
    time_t t = time(nullptr);
    struct tm *ctime = localtime(&t);

    char time_stamp[1024];
    snprintf(time_stamp, sizeof(time_stamp), "[%d-%d-%d %d:%d:%d]:",
             ctime->tm_year + 1900, ctime->tm_mon + 1, ctime->tm_mday,
             ctime->tm_hour, ctime->tm_min, ctime->tm_sec);
    return time_stamp;
}

std::string generate_id(const std::string ip, const uint16_t port)
{
    return "[" + ip + ":" + std::to_string(port) + "]";
}

打印日志

#pragma once

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdarg.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define INFO 0
#define DEBUG 1
#define WARNING 2
#define ERROR 3
#define FATAL 4 // 致命的错误

#define SIZE 1024

class Log
{
public:
    Log()
    {
    }
    void operator()(int level, const char *format, ...)
    {
        time_t t = time(nullptr);
        struct tm *ctime = localtime(&t);

        char leftbuffer[SIZE];
        snprintf(leftbuffer, sizeof(leftbuffer), "[%s][%d-%d-%d %d:%d:%d]", levelToString(level).c_str(),
                 ctime->tm_year + 1900, ctime->tm_mon + 1, ctime->tm_mday,
                 ctime->tm_hour, ctime->tm_min, ctime->tm_sec);

        va_list s;
        va_start(s, format);
        char rightbuffer[SIZE];
        vsnprintf(rightbuffer, sizeof(rightbuffer), format, s);
        va_end(s);

        // 格式:默认部分+自定义部分
        char logtxt[SIZE * 2];
        snprintf(logtxt, sizeof(logtxt), "%s %s", leftbuffer, rightbuffer);

        printf("%s\n", logtxt);
    }
    ~Log()
    {
    }

private:
    std::string levelToString(int level)
    {
        switch (level)
        {
        case INFO:
            return "INFO";
        case DEBUG:
            return "DEBUG";
        case WARNING:
            return "WARNING";
        case ERROR:
            return "ERROR";
        case FATAL:
            return "FATAL";
        default:
            return "NONE";
        }
    }
};

Log lg;

服务端 

代码

#include <iostream>
#include <string>

#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>

#include "Log.hpp"
#include "helper.hpp"


const int backlog = 5;
const int buff_size = 1024;

class tcp_server
{
public:
    tcp_server(const uint16_t port = 8080, const std::string ip = "0.0.0.0")
        : ip_(ip), port_(port), listen_sockfd_(-1)
    {
    }
    void run()
    {
        init();

        sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        memset(&client_addr, 0, client_len);
        lg(INFO, "init success");
        while (true)
        {
            int sockfd = accept(listen_sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(&client_addr), &client_len);
            if (sockfd < 0)
            {
                continue;
            }
            char client_ip[32];
            inet_ntop(AF_INET, &(client_addr.sin_addr), client_ip, sizeof(client_ip));
            int client_port = ntohs(client_addr.sin_port);

            lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip, client_port);

            echo(sockfd, client_ip, client_port);
            close(sockfd);
        }
    }
    ~tcp_server() {}

private:
    void init()
    {
        listen_sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (listen_sockfd_ < 0)
        {
            lg(FATAL, "socket create error, sockfd : %d,%s", listen_sockfd_, strerror(errno));
            exit(SOCK_ERROR);
        }
        lg(INFO, "socket create success, sockfd : %d", listen_sockfd_);

        struct sockaddr_in *addr = new sockaddr_in;
        memset(addr, 0, sizeof(*addr));
        addr->sin_family = AF_INET;
        inet_pton(AF_INET, ip_.c_str(), &(addr->sin_addr));
        addr->sin_port = htons(port_);

        int t = bind(listen_sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(addr), sizeof(*addr));
        if (t < 0)
        {
            lg(FATAL, "bind error, sockfd : %d,%s", listen_sockfd_, strerror(errno));
            exit(BIND_ERROR);
        }
        lg(INFO, "bind success, sockfd : %d", listen_sockfd_);

        if (listen(listen_sockfd_, backlog) < 0)
        {
            lg(FATAL, "listen error, sockfd : %d,%s", listen_sockfd_, strerror(errno));
            exit(LISTEN_ERROR);
        }
        lg(INFO, "listen success, sockfd : %d", listen_sockfd_);
        delete addr;
    }
    void echo(int fd, const char* ip, const uint16_t port)
    {
        char buffer[buff_size];
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));

        while (true)
        {
            int n = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
            if (n < 0)
            {
                lg(ERROR, "%s:%d read error, %s", ip, port, strerror(errno));
                break;
            }
            else if (n == 0) //如果返回0,说明对端关闭了连接
            {
                lg(INFO, "%s:%d quit", ip, port);
                break;
            }
            else
            {
                buffer[n] = 0;
                std::string res = process_info(buffer, ip, port);
                write(fd, res.c_str(), res.size());
            }
        }
    }

    std::string process_info(const std::string &info, const std::string ip, const uint16_t port)
    {
        std::string time_stamp = get_time();
        std::string id = generate_id(ip, port);

        std::string res = id + time_stamp + info;
        return res;
    }

private:
    int listen_sockfd_;
    uint16_t port_;
    std::string ip_;
};

运行情况 -- telnet +ip +端口号

当我们只有服务端,且想要查看服务端是否处于监听状态,就可以用这个命令远程连接指定服务

这样我们就可以将其作为客户端,与服务端通信了:

当我们想要退出时,输入ctrl+],再输入quit命令即可:

传输的数据为什么没有转换格式

我们一直都对ip地址和端口号进行转换,那传输的数据呢?

无论是之前的udp协议,还是今天写的tcp协议,都是直接将字符串传进去了,为什么能这样呢?

  • 因为收发数据的函数会自动帮我们进行转换
  • 而ip地址和端口号是被存到系统级的结构体里的,它规定的数据类型就是那样
  • 所以我们在初始化时必须转成相应类型 ; 当我们要读取时,也要转换成适合显示的类型

客户端

思路

和使用udp协议一样,客户端也需要套接字(因为服务端创建了套接字,他们之间通信的基础就是套接字)

依然也不需要手动绑定,由os为我们随机分配端口号并绑定(因为客户端的端口号不重要,只需要保证客户端的唯一性即可)

那什么时候os为我们绑定呢?

  • udp是在客户端第一次发送消息时绑定,但tcp必须要先连接成功,才能发送消息
  • 而服务端有等待连接的函数,那么客户端肯定也有建立连接的函数 -- connect()
  • 也就是在客户端主动向服务端建立连接时,os调用bind,将客户端的套接字创建好 -- 这是建立连接的前提
  • 既然要主动建立连接,客户端就得提前知道服务端的ip和端口号(和udp里,主动向服务端发送消息一样)
  • 所以,这些信息我们要么在代码里写死,要么以命令行的形式传进去

连接成功后,客户端就可以开始发送数据了

发送完,等待服务端的响应数据

代码

#include <iostream>
#include <string>

#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>

#include "Log.hpp"
#include "helper.hpp"

class tcp_client
{
public:
    tcp_client(const uint16_t port = 8080, const std::string ip = "47.108.135.233")
        : sockfd_(-1), port_(port), ip_(ip)
    {
    }
    ~tcp_client() {}
    void run()
    {
        // struct sockaddr_in *server_addr = init();

        sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (sockfd_ < 0)
        {
            lg(FATAL, "socket create error, sockfd : %d,%s", sockfd_, strerror(errno));
            exit(SOCK_ERROR);
        }
        lg(INFO, "socket create success, sockfd : %d", sockfd_);

        struct sockaddr_in *server_addr = new sockaddr_in;
        memset(server_addr, 0, sizeof(*server_addr));
        server_addr->sin_family = AF_INET;
        inet_pton(AF_INET, ip_.c_str(), &(server_addr->sin_addr));
        server_addr->sin_port = htons(port_);

        int ret = connect(sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(server_addr), sizeof(*server_addr));
        if (ret < 0)
        {
            std::cout << "connect fail" << std::endl;
            exit(CONNECT_ERROR);
        }
        while (true)
        {
            std::cout << "please enter:" << std::endl;
            std::string buffer;
            std::getline(std::cin, buffer);
            write(sockfd_, buffer.c_str(), buffer.size());

            char info[1024];
            memset(info, 0, sizeof(info));
            int n = read(sockfd_, info, sizeof(info) - 1);
            if (n > 0)
            {
                info[n] = 0;
                std::cout << info << std::endl;
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
    }

private:
    struct sockaddr_in *init()
    {
        sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (sockfd_ < 0)
        {
            lg(FATAL, "socket create error, sockfd : %d,%s", sockfd_, strerror(errno));
            exit(SOCK_ERROR);
        }
        lg(INFO, "socket create success, sockfd : %d", sockfd_);

        struct sockaddr_in *addr = new sockaddr_in;
        memset(addr, 0, sizeof(*addr));
        addr->sin_family = AF_INET;
        inet_pton(AF_INET, ip_.c_str(), &(addr->sin_addr));
        addr->sin_port = htons(port_);

        return addr;
    }

private:
    int sockfd_;
    uint16_t port_;
    std::string ip_;
};

因为tcp是在建立好连接的基础上通信的,如果通信过程中,连接断掉了该怎么办?

就和游戏中有时候会提示:断线重连中(一般是我们自己的网络出现波动/断掉了),我们需要重新调用客户端中的connect函数

当我们在游戏里重新连接上时,有些游戏会将已经进行的游戏内容快速给你播放一遍

这就说明该游戏会将游戏数据一直维护着,重连后将数据全部推送给你,然后让你继续游玩

多进程版

引入

如果有多个客户端运行的话,我们的代码无法支持并发运行

  • 因为服务端是单进程,所以只能一直循环为一个客户端服务
  • 直到这个客户端退出后,才会退出echo函数(里面是while循环),才会重新获取连接(也就是回到while循环的一开始):
  • 让后启动的客户端只能干等着,这显然是不合理的
  • 所以我们需要将服务端改为多进程版本的 -- 当有新客户端连接时,就创建出新的子进程,让子进程去服务,主进程去监听是否有新的连接

问题 

父进程等待子进程是必要的

  • 不然就会形成僵尸进程

又因为父进程不会退出(他负责监听是否有进程连接,连接了就派进程去服务)

  • 所以让子进程变成孤儿进程也是不行的

并且,它也不可以阻塞在等待函数里(他有自己的任务)

  • 不然和之前的代码有什么区别呢

所以,该怎么办呢?

解决

选择非阻塞式等待(也就是轮询)是可以的

但我们还有其他方法:

  • 先明确我们的前提 -- 不能让阻塞式等待的父进程卡在waitpid,也不能托孤->子进程最好立即退出->让其他进程去帮子进程执行
  • 也就是在子进程内部再次fork,让孙子进程实际提供服务->因为子进程的退出,孙子进程成为了孤儿进程,由os释放其资源
  • 这样父进程就可以立即等待到子进程,也就会进入下一次的循环去进行连接了
  • 子进程和孙子进程都不会变成僵尸进程
  • 皆大欢喜~

也可以手动忽略子进程发出的sigchld信号

  • 这样父进程也不需要等待了,由os接手释放资源

注意点 

注意,子进程是去执行io操作的,所以listen_sockfd就没有用了(它只管连接)

  • 那么子进程最好关闭它,防止误操作
  • 子进程关闭了它,并不会使指向的文件真正关闭 -- 还有父进程使用它(os在管理它时,会有一个引用计数字段嘟,只有计数=0时,才会关闭文件)

同理,父进程将io操作交给了子进程去处理,那么用于io的sockfd就没用了

  • 需要关闭它

这样,这两个套接字分别都只有一个进程去使用了

服务端

代码

    void run()
    {
        init();

        sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        memset(&client_addr, 0, client_len);
        lg(INFO, "init success");
        while (true)
        {
            int sockfd = accept(listen_sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(&client_addr), &client_len);
            if (sockfd < 0)
            {
                continue;
            }
            char client_ip[32];
            inet_ntop(AF_INET, &(client_addr.sin_addr), client_ip, sizeof(client_ip));
            int client_port = ntohs(client_addr.sin_port);

            lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip, client_port);

            // 单进程版
            // echo(sockfd, client_ip, client_port);
            // close(sockfd);

            // 多进程版 -- 孙子进程版
            int ret = fork();
            if (ret == 0)
            {
                close(listen_sockfd_);
                int t = fork();
                if (t == 0)
                {
                    echo(sockfd, client_ip, client_port);
                }
                exit(0);
            }
            close(sockfd);
            waitpid(ret, nullptr, 0);

            // 多进程版 -- 忽略信号版
            int ret = fork();
            if (ret == 0)
            {
                close(listen_sockfd_);
                echo(sockfd, client_ip, client_port);
                exit(0);
            }
            close(sockfd);
            signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
        }
    }

其他的都没有变

运行情况

可以看到,当我们运行了两个客户端时,就有对应的孙子进程被创建,且都变成了孤儿进程,被init进程抚养:

或者是忽略信号的方法,同时运行两个客户端,且其中一个退出后,可以看到并没有形成僵尸进程:

进程池版(简单介绍)

也可以提前创建好进程,每个进程都去执行while循环(从获取连接到提供io服务),这样也可以并发式地让多个客户端同时与服务端通信

  • 那么他们每个进程都需要通过accept获取网络文件,就存在着竞争关系,也就需要加锁(不然可能会出现多个进程打开同一个文件的情况)

多线程版

引入

但是,这样写出的代码需要创建出很多子进程

  • 不仅可能出现一个客户端对应一个子进程的情况
  • 而且创建进程的成本很高,很占据资源

实际上我们只是需要有人去执行任务就行

  • 所以多线程是我们的最佳选择
  • 它是cpu调度的基本单位,可以最低成本地实现我们的需求

问题+解决

但是线程也需要主线程去等待耶,那主线程还是会卡在join那里,直到等待到线程完成任务,这不符合我们的预期

  • 所以,我们让副线程与主线程分离 -- detach(之前一直没用过这个接口,但现在有它的用武之地了)
  • 线程退出时会自动释放资源,而不需要等待其他线程调用pthread_join函数

注意点

和父子进程不同的是,多个线程共享所在进程的文件描述符表

  • 注意是完全共享,而不是父子进程之间的写时拷贝模式
  • 所以不需要关闭
  • 一旦其中某个线程关闭了它,其他线程也就用不了了

因为我们要在类内部创建线程

  • 那么线程执行函数就得是static类型的

但这样就没有this指针了

  • 所以需要定义一个类型,将this指针封装进去
  • 也包括echo函数需要用到的数据(这样在函数内部强转指针后,就可以直接使用了)

服务端

代码

class tcp_server; //提前声明一下tcp_server 是个类类型,不然编译过不去

struct p_data
{
    int fd_;
    uint16_t port_;
    std::string ip_;
    tcp_server *it_;
};
   
 void run()
    {
        init();

        sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        memset(&client_addr, 0, client_len);
        lg(INFO, "init success");
        while (true)
        {
            int sockfd = accept(listen_sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(&client_addr), &client_len);
            if (sockfd < 0)
            {
                continue;
            }
            char client_ip[32];
            inet_ntop(AF_INET, &(client_addr.sin_addr), client_ip, sizeof(client_ip));
            uint16_t client_port = ntohs(client_addr.sin_port);

            lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip, client_port);

            // 单进程版
            // echo(sockfd, client_ip, client_port);
            // close(sockfd);

            // 多进程版 -- 孙子进程版
            // int ret = fork();
            // if (ret == 0)
            // {
            //     close(listen_sockfd_);
            //     int t = fork();
            //     if (t == 0)
            //     {
            //         echo(sockfd, client_ip, client_port);
            //     }
            //     exit(0);
            // }
            // close(sockfd);
            // waitpid(ret, nullptr, 0);

            // 多进程版 -- 忽略信号版
            // int ret = fork();
            // if (ret == 0)
            // {
            //     close(listen_sockfd_);
            //     echo(sockfd, client_ip, client_port);
            //     exit(0);
            // }
            // close(sockfd);
            // signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

            // 多线程版
            pthread_t tid = 0;
            p_data *p = new p_data({sockfd, client_port, client_ip, this});
            pthread_create(&tid, nullptr, entrance, reinterpret_cast<void *>(p));
        }
    }

    static void *entrance(void *args)
    {
        pthread_detach(pthread_self());

        p_data *p = reinterpret_cast<p_data *>(args);
        tcp_server *it = p->it_;
        it->echo(p->fd_, (p->ip_).c_str(), p->port_);
        delete p;
        return nullptr;
    }

运行情况 

当我们运行起两个客户端后,就可以看见有两个线程创建出来了:

线程池版

引入

虽然比起进程版本的来说,多线程的成本变小了,但仍然存在客户端和线程一对一的弊端

  • 访问量较大时,服务端还是可能带不起来
  • 而且是在客户端已经到来时才创建线程,效率比较低
  • 所以,线程池就可以使用了(之前写过,这里就直接使用了) -- 线程池(图解,本质,模拟实现代码),添加单例模式(懒汉思路+代码)-CSDN博客

过程介绍

首先回顾一下线程池的内容:

  • 提前创建出一定数量的线程,主线程push任务进队列
  • 如果有任务,空闲的线程去竞争任务,拿到任务的线程(pop)去执行任务
  • 如果没有任务,线程就等待任务的到来

在当时的线程池里,我们的重点在于如何放/取任务,但只有这些并不是一个完整的cp模型,在这里就可以填补上这个空缺了

  • 也就是任务的来源和后续的处理
  • 来源 : 客户端的访问
  • 处理 : 将消息封装后回显,然后交回给客户端(也就是我们的echo函数)
  • 这样,线程之间竞争任务就没那么激烈(因为会有部分线程陷于处理任务的状态)

并且,这里设计成每个线程只为客户端提供一次服务

  • 当然,这是要看场景的,这里只是一个echo回显的功能,短时/长时服务都可以
  • 短时服务可以减少服务器的压力
  • 而像shell那种需要长时间的保持,就不能这么写了,Shell 进程会等待用户的输入(有时候也会在等待期间处理其他后台任务:下载文件等)

也就是 -- 只在客户端需要io时,才分配线程去处理,并且在处理完成后,就断开与客户端的连接,当客户端需要io时再连接

服务端

代码 

    void run_pthread_pool()
    {
        // 初始化
        init();
        thread_pool<Task> *tp = thread_pool<Task>::get_instance();
        tp->init();

        sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        memset(&client_addr, 0, client_len);
        lg(INFO, "init success");

        while (true)
        {
            int sockfd = accept(listen_sockfd_, reinterpret_cast<struct sockaddr *>(&client_addr), &client_len);
            if (sockfd < 0)
            {
                continue;
            }
            char client_ip[32];
            inet_ntop(AF_INET, &(client_addr.sin_addr), client_ip, sizeof(client_ip));
            uint16_t client_port = ntohs(client_addr.sin_port);

            lg(INFO, "get a new link..., sockfd: %d, client ip: %s, client port: %d", sockfd, client_ip, client_port);

            Task t(sockfd,client_ip,client_port);
            tp->push(t);
        }
    }
task.hpp
#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>

#include "helper.hpp"
// 这里的任务是,服务端在收到客户端的连接后的后续工作

class Task
{
public:
    Task() {} // 方便只是为了接收传参而定义一个对象
    Task(int fd, const char ip[32], const uint16_t port)
        : sockfd_(fd), ip_(ip), port_(port)
    {
    }

    void operator()()
    {
        char buffer[buff_size];
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));

        while (true)
        {
            int n = read(sockfd_, buffer, sizeof(buffer) - 1);
            if (n < 0)
            {
                lg(ERROR, "%s:%d read error, %s", ip_.c_str(), port_, strerror(errno));
                break;
            }
            else if (n == 0)
            {
                lg(INFO, "%s:%d quit", ip_.c_str(), port_);
                break;
            }
            else
            {
                buffer[n] = 0;
                std::string res = process_info(buffer, ip_, port_);
                write(sockfd_, res.c_str(), res.size());
            }
        }
    }

private:
    int sockfd_;
    uint16_t port_;
    std::string ip_;
};
thread_pool.hpp
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <iostream>

struct thread
{
    pthread_t tid_;
    std::string name_;
};

template <class T>
class thread_pool
{
private:
    void lock()
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex_);
    }
    void unlock()
    {
        pthread_mutex_unlock(&mutex_);
    }
    void wait()
    {
        pthread_cond_wait(&cond_, &mutex_);
    }
    void signal()
    {
        pthread_cond_signal(&cond_);
    }
    T pop()
    {
        T t = task_.front();
        task_.pop();
        return t;
    }
    bool is_empty()
    {
        return task_.size() == 0;
    }

    static void *entry(void *args) // 类成员会有this参数,但入口函数不允许有多余参数
    {
        thread_pool<T> *tp = static_cast<thread_pool<T> *>(args); // this指针,用于拿到成员变量/函数
        while (true)
        {
            tp->lock();
            while (tp->is_empty())
            {
                tp->wait();
            }
            T t = tp->pop();
            tp->unlock();

            t();
        }
        return nullptr;
    }

public:
    static thread_pool<T> *get_instance(int num = 5)
    {
        // 如果这样写,虽然保证了安全,但会在创建对象后,线程依然线性运行
        //  pthread_mutex_lock(&single_mutex_);
        //  if (myself_ == nullptr)
        //  {
        //      myself_ = new thread_pool<T>(num);
        //  }
        //  pthread_mutex_unlock(&single_mutex_);

        if (myself_ == nullptr) // 再加一层判断,就可以提高效率
        {
            pthread_mutex_lock(&single_mutex_);
            if (myself_ == nullptr)
            {
                myself_ = new thread_pool<T>(num);
                //std::cout << "get instance success" << std::endl;
            }
            pthread_mutex_unlock(&single_mutex_);
        }

        return myself_;
    }
    void init()
    {
        for (size_t i = 0; i < num_; ++i)
        {
            pthread_create(&(threads_[i].tid_), nullptr, entry, this);
            pthread_detach(threads_[i].tid_);
        }
    }
    void push(const T data)
    {
        lock();

        task_.push(data);
        signal(); // 放在锁内,确保只有当前线程执行唤醒操作,不然可能会有多次操作

        unlock();
    }

private:
    thread_pool(int num = 5)
        : num_(num), threads_(num)
    {
        pthread_cond_init(&cond_, nullptr);
        pthread_mutex_init(&mutex_, nullptr);
    }
    ~thread_pool()
    {
        pthread_cond_destroy(&cond_);
        pthread_mutex_destroy(&mutex_);
    }

private:
    std::vector<thread> threads_;
    std::queue<T> task_;
    int num_;

    pthread_cond_t cond_;
    pthread_mutex_t mutex_;

    static thread_pool<T> *myself_; // 每次外部想要线程池对象时,返回的都是这一个(只有静态成员变量,才能保证一个类只有一个)
    static pthread_mutex_t single_mutex_;
};

template <class T>
thread_pool<T> *thread_pool<T>::myself_ = nullptr;

template <class T>
pthread_mutex_t thread_pool<T>::single_mutex_ = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

因为task.hpp里面需要用到process_info函数,处理我们收到的信息,所以我将这个函数从服务端类内挪到了helper.hpp里(反正这个函数不需要用到类内成员)

helper.hpp
#pragma once

#include <string>
#include <cstring>

enum
{
    SOCK_ERROR = 1,
    BIND_ERROR,
    LISTEN_ERROR,
    CONNECT_ERROR
};

const int buff_size = 1024;

std::string get_time()
{
    time_t t = time(nullptr);
    struct tm *ctime = localtime(&t);

    char time_stamp[1024];
    snprintf(time_stamp, sizeof(time_stamp), "[%d-%d-%d %d:%d:%d]:",
             ctime->tm_year + 1900, ctime->tm_mon + 1, ctime->tm_mday,
             ctime->tm_hour, ctime->tm_min, ctime->tm_sec);
    return time_stamp;
}

std::string generate_id(const std::string ip, const uint16_t port)
{
    return "[" + ip + ":" + std::to_string(port) + "]";
}

std::string process_info(const std::string &info, const std::string ip, const uint16_t port)
{
    std::string time_stamp = get_time();
    std::string id = generate_id(ip, port);

    std::string res = id + time_stamp + info;
    return res;
}

运行情况

服务端启动起来后,就有五个新线程被创建出来(因为我们的默认线程数量是5):

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.kler.cn/a/274093.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

携程Kar98k/hotelUuidKey算法分析

声明 本文以教学为基准、本文提供的可操作性不得用于任何商业用途和违法违规场景。 本人对任何原因在使用本人中提供的代码和策略时可能对用户自己或他人造成的任何形式的损失和伤害不承担责任。 如有侵权,请联系我进行删除。 这里只是我分析的分析过程,以及一些重要点的记录…

Stable Diffusion + Segment Anything试用

安装 从continue-revolution/sd-webui-segment-anything安装插件分割模型下载后放到这个位置&#xff1a;${sd-webui}/extension/sd-webui-segment-anything/models/sam下&#xff0c;可以下载3个不同大小的模型&#xff0c;从大到小如下&#xff1a;vit_h is 2.56GB, vit_l i…

<JavaEE> 了解网络层协议 -- IP协议

目录 初识IP协议 什么是IP协议&#xff1f; IP协议中的基础概念 IP协议格式 图示 4bit版本号&#xff08;version&#xff09; 4bit头部长度&#xff08;headerlength&#xff09; 8bit服务类型&#xff08;TypeOfService&#xff09; 16bit总长度&#xff08;total l…

【蓝桥杯每日一题】填充颜色超详细解释!!!

为了让蓝桥杯不变成蓝桥悲&#xff0c;我决定在舒适的周日再来一道题。 例&#xff1a; 输入&#xff1a; 6 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 输出&#xff1a; 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1…

AWS监控,AWS 性能监控工具

监控云部署的性能是 IT 环境正常运行的内在条件。AWS 云是一个架构良好的框架&#xff0c;管理员可以使用专用的AWS 性能监控工具增强服务的功能。执行AWS监视是为了跟踪在AWS环境中积极运行的应用程序工作负载和资源。AWS监视器跟踪各种AWS云指标&#xff0c;以帮助提高在其上…

【日常记录】【插件】使用ColorThief,跟随图片变化改变网页背景

文章目录 1、效果图2、ColorThief3、实现4、参考链接 1、效果图 想要实现,界面的背景颜色,跟随图片的 颜色来进行展示, 2、ColorThief 要想实现跟随图片变化实现网页背景渐变效果&#xff0c;则需要获取图片的主要颜色&#xff0c;可以使用ColorThief库来获取图片的颜色 需要注…

JDK1.8超详细安装教程

1、下载jdk1.8 大家可以直接去百度云盘下载&#xff1a; 链接&#xff1a;https://pan.baidu.com/s/187N6CU9Gu4bjtOz5_cjd-A?pwd3535 提取码&#xff1a;35352、开始安装 双击下载好的.exe文件&#xff0c;点击下一步 修改安装路径&#xff0c;点击下一步 会顺带安装jre…

Json Web Token(JWT) 快速入门

推荐视频&#xff1a;【从零开始掌握JWT】 目录 第一章 会话跟踪 01 使用Cookie和Session&#xff0c;jsessionid 02 使用token 例子一&#xff1a;自定义token 例子二&#xff1a;使用redis存储token 第一章 会话跟踪 应用背景 &#xff1a;浏览器访问web应用&#xff…

Android 13 源码编译及报错修复

下载AOSP指定分支 repo init -u git://aosp../platform/manifest -b android-13.0.0_r83 同步代码到本地 repo sync -c 初始化编译环境, 选择构建目标 source build/envsetup.sh lunch 选择需要构建的目标&#xff0c;此处以aosp_arm64-eng为例 进行固件编译 make -j12 期间编译…

【C++庖丁解牛】继承的概念及定义 | 继承中的作用域 | 继承与友元继承与静态成员 | 复杂的菱形继承及菱形虚拟继承

&#x1f341;你好&#xff0c;我是 RO-BERRY &#x1f4d7; 致力于C、C、数据结构、TCP/IP、数据库等等一系列知识 &#x1f384;感谢你的陪伴与支持 &#xff0c;故事既有了开头&#xff0c;就要画上一个完美的句号&#xff0c;让我们一起加油 目录 1.继承的概念及定义1.1继…

Ubuntu双系统/home分区扩容

一、Windows系统中利用磁盘管理分出空闲区域&#xff0c;如果多就多分一些 二、插入安装Ubuntu的U盘启动盘&#xff0c;lenovo电脑F12&#xff08;其他电脑可选择其他类似方式&#xff09;选择U盘启动项&#xff0c;然后选择ubuntu&#xff0c;出现安装界面&#xff0c;再选择t…

clipboard好用的复制剪切库

clipboard是现代复制到剪贴板的工具&#xff0c;其 gzip 压缩后只有 3kb&#xff0c;能够减少选择文本的重复操作&#xff0c;点击按钮就可以复制指定内容&#xff0c;支持原生HTMLjs&#xff0c;vue3和vue2。使用方法参照官方文档&#xff0c;so easy&#xff01;&#xff01;…

springcloud gateway

一、 predicate : 就是你定义一些规则&#xff0c;如果满足了这些规则&#xff0c;就去找到对应的路由。 对于strip 二、自定义过略器和全局过滤器 约定大于配置&#xff0c;后缀不变&#xff0c;只改前缀 sentinel持久化 三、sentinel quick-start | Sentinel 信号量虽然简…

RPC 和 序列化

RPC 1 RPC调用流程 1.1 clerk客户端调用远程服务 Clerk::PutAppend() raftServerRpcUtil::PutAppend() raftServerRpcUtil是client与kvserver通信的入口&#xff0c; 包含kvserver功能的一对一映射&#xff1a;Get/PutAppend&#xff0c;通过stub对象——raftKVRpcProctoc:…

【系统架构师】-第19章-大数据架构设计理论与实践

四个特点&#xff1a; 大规模&#xff08;Volume&#xff09;、高速度&#xff08;Velocity&#xff09;和多样化&#xff08;Variety&#xff09;&#xff0c;价值&#xff08;Value&#xff09;。 五个问题&#xff1a; 异构性&#xff08;Heterogeneity&#xff09;、规模…

STP环路避免实验(思科)

华为设备参考&#xff1a;STP环路避免实验&#xff08;华为&#xff09; 一&#xff0c;技术简介 Spanning Tree Protocol&#xff08;STP&#xff09;&#xff0c;即生成树协议&#xff0c;是一种数据链路层协议。主要作用是防止二层环路&#xff0c;并自适应网络变化和故障…

代码随想录day20(2)二叉树:完全二叉树节点个数(leetcode222)

题目要求&#xff1a;求一个完全二叉树的节点个数 思路&#xff1a;首先完全二叉树可以用普通二叉树的方法来求&#xff0c;但是需要遍历所有的节点。 但是对于完全二叉树来说&#xff0c;只有最底层右侧的节点可能没满&#xff0c;其余每层节点都达到了最大值。所以我们可以…

Spring启动“--”设置参数没生效

现象 在idea中启动SpringBoot项目时&#xff0c;使用“--”设置的启动参数没有生效&#xff0c;如修改端口号“--server.port8082” 原因 排查发现是因为在使用SpringApplication.run启动项目时&#xff0c;没有将args参数传入run方法。 修复方案 SpringApplication.run参数中…

想要通过湖北建筑安全员ABC考试?这5个技巧助你一臂之力!

想要通过湖北建筑安全员ABC考试&#xff1f;这5个技巧助你一臂之力&#xff01; 2024年湖北建筑安全员ABC报名考试通过率 关于湖北省建筑安管人员考核管理系统考核通过率不是很固定&#xff0c;或高或低。安全员ABC测试有合格分数线&#xff0c;交卷后30分钟即可查询你的成绩…

RSA加密解密签名加签验签RsaUtils工具类

RSA加密解密RsaUtils工具类题 引言一、RsaUtils工具类代码二、优点三、缺点四、声明 引言 RSA算法基于大数因子分解难题&#xff0c;提供了公钥加密和私钥解密的能力。公钥用于加密&#xff0c;私钥则负责解密。这种特性使得RSA成为保证数据传输安全的理想选择。 公钥加密私钥…
最新文章