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  网络编程 - TCP 、UDP

  TCP一对多的编程步骤：

  Server:

   1 socket()

   2 struct sockaddr_in

   3 bind()

   4 listen()

   5 在循环中调用 accept()

   6 读写操作: read() write() send() recv()

   7 close()

  Client:

   1 2 一样

   3 connect()，语法和 bind()一样

   4 5 一样

  UDP编程步骤：(发送方/接收方)

   Server:

   1 socket()

   2 struct sockaddr_in

   3 bind()

   4 读写操作：sendto() recvfrom() read()

   5 close()

   Client:

    不需要bind(),其他的一样。

今天:

   线程

   网络一般都需要实现代码的并行，代码的并行必须借助多进程/多线程。

   进程和线程的概念

   主流操作系统中都是支持多进程，而在每个进程的内部，都支持多线程并行。

    进程，重量级的，拥有自己独立的内存空间。

    线程，轻量级的，不需要拥有自己独立的内存空间，只是额外拥有一个独立的栈。一个进程内存的所有线程共享进程的资源(代码区、全局区、堆、文件目录....) 。

   因此网络开发经常是 网络+多线程 模式。

   进程中支持多线程并行，其中有一个是主线程，进程中必须有主线程(main函数)。

   计算机程序运行的硬件必备：CPU/内存，如果要并行，意味着CPU和内存 都应该可分。内存可分，CPU不可分，那么多线程 怎么并行？主流操作系统采用CPU时间片技术实现 多线程的并行。人的感知是需要时间的，这种时间属于时间段，比如0.1秒，对于计算机来说，0.1秒可以分为100毫秒。把100毫秒的CPU执行时间 分成100个 CPU时间片，每个 1毫秒。假如有4个线程并行，每个线程分1片，4毫秒以后，每个线程都运行了1毫秒。针对时间点来说，线程没有并行；针对时间段来说，利用CPU时间片技术可以实现并行。

   多线程之间互相独立，但又互相影响。

   主线程一旦结束，进程随之结束，进程结束导致所有线程结束。

   多线程之间 代码是 乱序执行，每个线程内部的代码 是顺序执行。

   

   线程的实现：（thread）

   POSIX规范中对线程做了比较完善的定义，因此，线程编码使用 pthread.h，几乎所有的函数都以pthread_ 开头。代码在libpthread.so中。 

 比如：创建线程的函数：

  pthread_create()

   4个指针类型做参数

  第一个参数：用于存储pthread_t 类型的线程ID

  第二个参数: 线程属性，一般为0即可(默认属性)

  第三个参数和第四个参数联合使用，第三个参数是函数指针，把 线程需要执行的代码写在函数中，函数的参数由 第四个参数提供。

   void* (*fun) (void*)

  返回，成功返回0，失败返回错误码。线程的函数错误处理通过返回错误码的方式，而不是 使用errno。

   pthread_join()可以让一个线程等待另外一个线程结束，并且取得结束线程的返回值。(类似wait)

   在使用线程的参数时，必须保证参数的指向有效。

  关于函数/线程的返回值：

   1 不能直接以数组做返回类型。

   2 能返回局部变量

   3 不能返回指向局部变量的指针。

   4 加了static的变量 指针可以返回。

  线程的返回值必须是一个有效的指针。

   全局变量、常量、传入的指针、static的局部变量

  线程的返回值可以pthread_join的第二个参数取得

  pthread_join(pthread_t id,void** retval)

  取返回值时，相当于代码：

   *(retval) = 线程的返回值

  线程的结束：

   正常结束：

    线程函数结束

    pthread_exit(void* retval)，与return一样

   非正常结束：

    出错/被其他线程取消

  注：exit()结束的是进程，所以不能用于结束线程

  线程的状态：

   线程在启动后，可以通过不同的函数进入不同的状态：

   pthread_join() 进入非分离状态(同步)，非分离状态的线程会在pthread_join()结束后回收线程资源

   pthread_detach() 进入分离状态(异步)，分离状态的线程会在线程结束后直接回收线程的资源。

   已经处于分离状态的线程 join()没有效果。

   线程最好 处于这两种状态其中的一种。

 

   线程取消(了解)

    线程的取消就是给目标线程发 CANCEL信号，目标线程可以做出3种选择：

    忽略、立刻停止、过一会再停止

    线程取消的相关函数：

     pthread_cancel() 给目标线程发取消信号

     pthread_setcancelstate() 设置是否支持取消

     pthread_setcanceltype() 设置取消的方式

   

   线程的同步

    因为多线程共享进程的资源，在访问共享的资源时，就有可能出现互相覆盖的情况，叫 共享数据冲突。解决共享数据冲突的技术叫 线程同步，解决方案就是把 共享资源的访问代码由 并行 改为 串行，其他代码无所谓。线程同步 会降低线程的效率，因此使用时不是范围越大越好。

    互斥锁/互斥量 就是其中的一种方案。我们可以在访问共享资源时加上互斥锁，访问共享资源结束后释放互斥锁，就可以把并行改为串行。确保只有一个进程访问。互斥锁是 线程规范的一个组成部分。

   互斥量的使用步骤：

    1 声明互斥量 pthread_mutex_t lock;

    2 初始化互斥量

     pthread_mutex_init(&lock,0);

   或者在声明的同时初始化：

     pthread_mutex_t lock=

      PHTREAD_MUTEX_INITIALIZER;

    3 加锁 pthread_mutex_lock(&lock);

    4 访问，使用，读写

    5 解锁 pthread_mutex_unlock(&lock);

    6 销毁锁(释放资源)

     pthread_mutex_destroy(&lock);