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Exercise 1

网络编程中使用多进程和多线程设计并发服务器有什么区别?

  • 多进程并发服务器中各个进程具有独立的地址空间,所以具有较高的可靠性。但是创建进程的系统开销 大、切换时间长、并且进程间共享比较复杂。

  • 多线程并发服务其中各个线程开销小、切换容易,但由于线程共享相同的内存区域,所以在对共享数据 进行操作时,要注意同步问题。

Exercise 2

在多进程并发服务器中,父进程创建子进程后,父、子进程是如何对描述符进行操作的,理由是什么?

父进程close(connfd),子进程close(listenfd)。理由是父进程关闭已连接描述符,继续接收下一个 客户的连接请求;子进程关闭监听描述符,然后调用相应函数处理客户的请求。由此使得父、子进程各 尽其职,更加高效。同时也避免了父、子进程对同一个描述符进行操作,造成的输出混合。

Exercise 3

试比较wait()waitpid()函数的区别。

pid_t wait(int *statloc);
pid_t waitpid(pit_t pid, int *statloc, int option);//pid == -1 && option == 0 时与wait相同
  • 父进程可以利用waitpid()知道具体某些子进程的状态,而wait()不可以指定子进程。
  • waitpid()可以利用option = WNO_HANG 来通知内核,在没有已终止子进程时不要阻塞。

上机实战

  1. 多进程并发服务器:

服务端程序:Server

客户端程序:Client

  1. 多线程并发服务器:

服务端程序:Server

客户端程序:Client

服务端程序(利用线程安全函数):TSD_Server

课堂笔记

  • 服务器按处理方式分类:迭代服务器、并发服务器。

  • 服务器按连接类型分类:面向连接(TCP),无面向连接(UDP)。

  • Linux系统主要提供3种方式支持并发:进程、线程、I/O多路复用。

  • Linux有3种资源拷贝的方式:共享(vfork)、直接拷贝、Copy on Write(fork)。

  • fork()函数,如果调用成功,该函数返回2次。在父进程中返回子进程ID号,在子进程中返回0。

#include <unistd.h>
pit_t fork(void);
  • 如果父进程在子进程之前终止,则所有子进程的父进程被改为init进程,就是由init进程领养

  • 一个已经终止但是其父进程尚未对其进行善后处理的进程称为僵尸进程

  • 父进程调用wait(),waitpid()函数获得子进程的终止信息。

#include <sys/wait.h>
pit_t wait(int *statloc);
pit_t waitpid(pit_t pid, int *statloc, int option);
  • exit() 函数终止进程,关闭所有子进程打开的描述符,向父进程发送SIGCHLD信号,返回状态。
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
  • 线程是进程内的独立执行实体调度单元,又称为“轻量级”进程,创建线程比创建进程 快10~100倍。一个进程内的所有线程共享相同的内存空间、全局变量等信息。

  • pthread_create()函数用于创建新线程。成功时返回0,出错则返回非0。

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *attr, void *(*func)(void *), void *arg);
//                                 ^线程属性                    ^线程执行的函数         ^向func()传递参数
  • pthread_join()函数与进程的waitpid()函数功能类似,等待一个线程终止。
#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t tid, void **status);
  • 线程分为:可联合的和分离的。可联合的线程终止时,其线程ID和终止状态将保留,直到 线程调用pthread_join()函数;而分离的线程退出后,系统将释放其所有资源。

  • pthread_death()函数将指定的线程变成分离的。

#include <pthread.h>
int pthread_death(pthread_t tid);
pthread_t pthread_self(void); //返回自己的线程ID
void pthread_exit(void *status); //终止当前线程,返回状态值。
  • 在Linux系统中提供线程特定数据TSD来取代静态变量。它类似于全局变量,但是是各个线程私有的, 以线程为界限。
#include <pthread.h>
//参数key指向创建的关键字,该关键字对于一个进程中的所有线程是唯一的。每个进程只能调用一次。
int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void (* destructor)(void *value));

//使用once参数所指的变量,保证每个进程只调用一次init函数。
int pthread_once(pthread_once_t *once, void (*init)(vid));

//函数为TSD关键字绑定一个与本线程相关的值。
int pthread_setspecific(pthread_key, const void *value);


//获取与调用线程相关的TSD关键字所绑定的值。
void *thpread_getspecific(pthread_key_t key);