多进程&多线程/进程池&线程池_多个服务部署在一台设备,线程池会交叉吗-优快云博客

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本文探讨了多进程和多线程在服务器/客户端交互中的应用，包括它们的特点、优势和局限性。深入分析了进程池和线程池的设计思想，以及在Linux环境下创建和管理的实现细节。

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多进程多线程

多进程或者多线程下的服务器/客户端交互：有客户链接时，系统为这个客户创建出进程或者线程，当与客户端交互完成时，创建进程或线程也就随之释放。

应用场景：
进程之间时相互独立的，不存在数据安全。
进程相对于线程而言，创建时，开辟的资源多，CPU调度时比较慢。
如果多进程要通讯，必须要借助特定的手段（信号，信号量，共享内存，管道，消息队列）
Linux上进程能创建的数量相比于系统进程数量小的多，300多线程。

进程池或者线程池：

池：提前申请的大量资源存放的一个单位

内存池：使用内存之前，先申请大量的内存，当后续需要使用时，直接从内存池中分配，不需要通过系统分配。

1.设计思想：在服务器程序启动时，创建出多个进程或多线程，将其维护在池中。当有客户链接时，就从池中分配进程或者线程为客户端服务。

系统自身带的Web服务器，进程池如下：
在这里插入图片描述
线程池如下：

选用进程池/线程池：根据应用场景来定，没有最好，只有最适合。

进程间相互独立性，进程池更安全，但是需要借助特定手段，进程切换慢，进程占据操作系统资源大。
而线程由于共享资源大，需要线程安全机制控制，就比较麻烦，但是数据共享容易，不需要借助特定手段，切换的时候也是轻量级切换，切换方便，线程占据操作系统资源少。

2.主线程(父进程)/函数线程（子进程）

主线程（父进程）：主要负责与客户端连接
函数线程（子进程）：与特定客户端交互

进程池实现关键：
1.在程序启动时，创建多个进程，将子进程维护在进程池中
2.进程池中的进程必须阻塞在获取客户端文件描述符前
3.主进程负责接受客户连接，并将获取到的客户连接文件描述符传递给进程池中的进程，就必须借助于进程间通讯，不能仅仅传递值，要传递的是文件描述符，就必须是利用UNIX域socket在进程间传递特殊的辅助数据。

线程池实现关键：

主线程需要将文件描述符传递给函数线程。
函数线程获取文件描述符的时间控制（函数线程启动后需要阻塞在获取文件描述符之前）
使用信号量来控制主线程向函数线程通知文件描述符事件。

主线程在数组中插入文件描述符，以及函数线程获取文件描述符时都必须是互斥的。

 #include<stdio.h>
 #include<stdlib.h>
 #include<unistd.h>
 #include<string.h>
 #include<assert.h>
 
 #include<sys/socket.h>
 #include<netinet/in.h>
 #include<arpa/inet.h>
 
 #include<pthread.h>
 #include<semaphore.h>
 
 sem_t sem;
 pthread_mutex_t  mutex;



 void* pthread_fun(void* arg);
 int clilink[10];
 
 void InitCliLink()
 {
     int i=0;
     for(;i<10;++i)
     {
         clilink[i]=-1 ;   
     }
 }
 int Insert(int c)
 {
     pthread_mutex_lock(&mutex);
     int i=0;
     for(;i<10;++i)
     {
         if(clilink[i]==-1)
         {
             clilink[i]=c;
             break;
         }
     }
     pthread_mutex_unlock(&mutex);
     if(i>=10)
     {
         return -1;    
     }
     return 0;
 }

 int GetCLi()
 {
     pthread_mutex_lock(&mutex);
     int i=0;
     int c=-1;
     for(;i<10;i++)
     {
         if(clilink[i]!=-1)
         {
             c=clilink[i];
             clilink[i]=-1;
             break;    
         }
     }
     pthread_mutex_unlock(&mutex);
     if(i>=10)
     {
         return -1;    
     }
     return c;
 }


 int main()
 {
     int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
     assert(sockfd!=-1);
     struct sockaddr_in ser,cli;
     memset(&ser,0,sizeof(ser));
     ser.sin_family=AF_INET;
     ser.sin_port=htons(6000);
     ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
     
     int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));
     assert(res!=-1);
     
     listen(sockfd,5);
 

     //创线程池
     int i=0;
     for(;i<3;i++)
     {
         pthread_t id;
         res=pthread_create(&id,NULL,pthread_fun,NULL);    
     }

     InitCliLink();
     sem_init(&sem,0,0);
     pthread_mutex_init(&mutex,NULL);

     while(1)
     {
         int len=sizeof(cli);
         int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cli,&len);
         if(c<0)
         {
             continue;    
         }
 
         if(Insert(c)==-1)
         {
             close(c);
             continue;                   
         }
     
         //信号量V操作
         sem_post(&sem);
     }
 }

 void *pthread_fun(void *arg)
 {
     while(1)
     {
         sem_wait(&sem);
 
         //阻塞 信号量P操作
         int c=GetCLi();
         printf("accept(%d)\n",c);
         while(1)//与特定客户端进行通信
         {
             char buff[128]={0};
             int n=recv(c,buff,127,0);
             if(n<=0)
             {
                 close(c);
                 break;    
             }
             printf("%d: %s\n",c,buff);
             send(c,"ok",2,0);      
         }
     }    
 }