基于epoll的多線程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序設(shè)計
更新時間：2022年08月19日 08:58:54 作者：skynetkang
這篇文章主要為大家詳細介紹了基于epoll的多線程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序設(shè)計，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
基于epoll的多線程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序設(shè)計——C語言?
采用C語言設(shè)計了一個基于epoll的多線程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序。每個線程都有一個epoll來捕獲處于這個線程的socket事件。當子線程數(shù)量為0，即只有一個線程，則網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽服務(wù)與socket消息處理處于同一個epoll。當子線程數(shù)量大于0時，主線程監(jiān)聽socket連接，當有新的連接到來時將其加入到活躍socket數(shù)量最小的子線程的epoll中。
server.h
#ifndef EPOLL_C_SERVER_H
#define EPOLL_C_SERVER_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#define RESULT_OK 0
#define RESULT_ERROR -1
/**************************************************************************
* Function ? ?: *MSG_HANDLE
* Input ? ? ? : socket_fd --> socket文件描述符
* ? ? ? ? ? ? : arg --> void* 參數(shù)
* Output ? ? ?:
* Return ? ? ?: 1 處理成功，繼續(xù)等待下次消息;0 處理完畢完畢該連接;-1 異常錯誤發(fā)生
* Description : 消息處理函數(shù)指針
****************************************************************************/
typedef int (*MSG_HANDLE)(int socket_fd,void* arg) ; ?
typedef struct
{
? ? int epoll_fd;
? ? pthread_t thd_fd;
? ??
? ? //消息處理函數(shù)，各個線程會調(diào)用該函數(shù)進行消息處理
? ? MSG_HANDLE data_func;
?? ?
? ? //一個線程里面的有效socket數(shù)量
? ? unsigned int active_conection_cnt;?
? ? //線程互斥鎖，用于實時更新有效socket數(shù)量
? ? pthread_mutex_t thd_mutex; ?
}socket_thd_struct; ? //表示處理socket的子線程
typedef struct
{
? ? int epoll_fd;
? ? unsigned short ip_port;
? ??
? ? //消息處理函數(shù)，當只有一個線程時，會調(diào)用該函數(shù)進行消息處理
? ? MSG_HANDLE data_func;
? ? //子線程數(shù)量，可以為0，為0表示server與socket處理處于同一個線程
? ? unsigned int socket_pthread_count;?
? ? //子線程結(jié)構(gòu)體指針
? ? socket_thd_struct* socket_thd; ??
}server_struct; ?//一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)結(jié)構(gòu)體
/**************************************************************************
* Function ? ?: initServerStruct
* Input ? ? ? : param_port --> 服務(wù)端口號
* ? ? ? ? ? ? : param_thd_count --> 子線程數(shù)量，用于處理連接的client
* ? ? ? ? ? ? : param_handle --> socket數(shù)據(jù)處理函數(shù)指針
* Output ? ? ?:
* Return ? ? ?: 初始化好的server結(jié)構(gòu)體
* Description : 初始化server結(jié)構(gòu)體
****************************************************************************/
server_struct* initServerStruct(unsigned short param_port,unsigned int param_thd_count,MSG_HANDLE param_handle);
/**************************************************************************
* Function ? ?: serverRun
* Input ? ? ? : param_server --> server服務(wù)結(jié)構(gòu)體參數(shù)
* Output ? ? ?:
* Return ? ? ?:RESULT_OK(0)：執(zhí)行成功；RESULT_ERROR(-1)：執(zhí)行失敗
* Description : 運行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，監(jiān)聽服務(wù)端口
****************************************************************************/
int serverRun(server_struct *param_server);
#endif //EPOLL_C_SERVER_Hserver.c
#include "server.h"
static void* socketPthreadRun(void* arg)
{
? ? socket_thd_struct* pa_sock_st=(socket_thd_struct*)arg;
? ? int active_counts=0;
? ? struct epoll_event ev;
? ? struct epoll_event events[5];
? ? int ret=0;
? ? while(1)
? ? {
? ? ? ? //等待讀寫事件的到來
? ? ? ? active_counts=epoll_wait(pa_sock_st->epoll_fd,events,5,-1);
? ? ? ? fprintf(stdout,"active count:%d\n",active_counts);
? ? ? ? int index=0;
? ? ? ? for(index=0;index<active_counts;index++)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? if(events[index].events&EPOLLERR) //發(fā)生異常錯誤
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stderr,"error happened:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(pa_sock_st->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? pa_sock_st->active_conection_cnt--;
? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? else if(events[index].events&EPOLLRDHUP) //對端異常關(guān)閉連接
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"client close this socket\n");
? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(pa_sock_st->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? pa_sock_st->active_conection_cnt--;
? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? else if(events[index].events&EPOLLIN) //讀事件到來，進行消息處理
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ret=pa_sock_st->data_func(events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? if(ret==-1)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stderr,"client socket exception happened\n");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(pa_sock_st->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pa_sock_st->active_conection_cnt--;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? if(ret==0)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"client close this socket\n");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(pa_sock_st->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pa_sock_st->active_conection_cnt--;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(pa_sock_st->thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? else if(ret==1)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? }
? ? pthread_exit(NULL);
}
server_struct* initServerStruct(unsigned short param_port,unsigned int param_thd_count,MSG_HANDLE param_handle)
{
? ? server_struct* serv_st=(server_struct*)malloc(sizeof(server_struct));
? ? serv_st->ip_port=param_port;
? ? serv_st->data_func=param_handle;
? ? serv_st->epoll_fd=epoll_create(256);
? ? serv_st->socket_pthread_count=param_thd_count;
? ? serv_st->socket_thd=NULL;
? ? if(serv_st->socket_pthread_count>0)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stdout,"create client socket sub thread\n");
? ? ? ? serv_st->socket_thd=(socket_thd_struct*)malloc(sizeof(socket_thd_struct)*serv_st->socket_pthread_count);
? ? ? ? int index=0;
? ? ? ? for(index=0;index<serv_st->socket_pthread_count;index++)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? serv_st->socket_thd[index].epoll_fd=epoll_create(256);
? ? ? ? ? ? serv_st->socket_thd[index].data_func=param_handle;
? ? ? ? ? ? serv_st->socket_thd[index].active_conection_cnt=0;
? ? ? ? ? ? serv_st->socket_thd[index].thd_fd=0;
? ? ? ? ? ? //創(chuàng)建子線程
? ? ? ? ? ? pthread_create(&(serv_st->socket_thd[index].thd_fd),NULL,socketPthreadRun,(void*)&(serv_st->socket_thd[index]));
? ? ? ? ? ? //初始化線程互斥鎖
? ? ? ? ? ? pthread_mutex_init(&(serv_st->socket_thd[index].thd_mutex),NULL);
? ? ? ? }
? ? }
? ? return serv_st;
}
int serverRun(server_struct *param_server)
{
? ? int ret=RESULT_OK;
? ? int server_socket=0;
? ? struct sockaddr_in server_addr;
? ? bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
? ? struct epoll_event ev;
? ? struct epoll_event events[5];
? ? int active_count=0;
? ? int index=0;
? ? int new_socket=0;
? ? struct sockaddr_in client_info;
? ? socklen_t client_info_len=0;
? ? server_addr.sin_family=AF_INET;
? ? server_addr.sin_addr.s_addr=htons(INADDR_ANY);
? ? server_addr.sin_port=htons(param_server->ip_port);
? ? server_socket=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
? ? if(server_socket<0)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stderr,"create socket error:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? return RESULT_ERROR;
? ? }
? ? fprintf(stdout,"create server socket ssuccessful\n");
? ? param_server->epoll_fd=epoll_create(256);
? ? ev.data.fd=server_socket;
? ? ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
? ? if(epoll_ctl(param_server->epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,server_socket,&ev)!=0)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stderr,"server socket add to epoll error:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? return RESULT_ERROR;
? ? }
? ? fprintf(stdout,"server socket add to epoll successful\n");
? ? if(bind(server_socket,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr))!=0)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stderr,"server bind failed:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? return RESULT_ERROR;
? ? }
? ? fprintf(stdout,"server socket bind successful\n");
? ? if(listen(server_socket,param_server->ip_port)!=0)
? ? {
? ? ? ? fprintf(stderr,"server listen failed:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? return RESULT_ERROR;
? ? }
? ? fprintf(stdout,"server socket listen successful\n");
? ? while(1)
? ? {
? ? ? ? active_count=epoll_wait(param_server->epoll_fd,events,5,-1);
? ? ? ? fprintf(stdout,"active count:%d\n",active_count);
? ? ? ? for(index=0;index<active_count;index++)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? if(events[index].data.fd==server_socket) //新連接過來
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"new socket comming\n");
? ? ? ? ? ? ? ? client_info_len=sizeof(client_info);
? ? ? ? ? ? ? ? new_socket=accept(server_socket,(struct sockaddr*)&client_info,&client_info_len);
? ? ? ? ? ? ? ? if(new_socket<0)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stderr,"server accept failed:errno(%d)-%s\n",errno,strerror(errno));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? continue;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"new socket:%d.%d.%d.%d:%d-->connected\n",((unsigned char*)&(client_info.sin_addr))[0],((unsigned char*)&(client_info.sin_addr))[1],((unsigned char*)&(client_info.sin_addr))[2],((unsigned char*)&(client_info.sin_addr))[3],client_info.sin_port);
? ? ? ? ? ? ? ? ev.data.fd=new_socket;
? ? ? ? ? ? ? ? ev.events=EPOLLIN|EPOLLERR|EPOLLRDHUP;
? ? ? ? ? ? ? ? if(param_server->socket_pthread_count==0)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(param_server->epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,new_socket,&ev);
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? else
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? int tmp_index=0;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? int mix_cnt_thread_id=0;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? unsigned int act_cnts=0;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? for(tmp_index=0;tmp_index<param_server->socket_pthread_count;tmp_index++)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(param_server->socket_thd[tmp_index].thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? act_cnts=param_server->socket_thd[tmp_index].active_conection_cnt;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(param_server->socket_thd[tmp_index].thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if(mix_cnt_thread_id>act_cnts)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mix_cnt_thread_id=tmp_index;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(param_server->socket_thd[mix_cnt_thread_id].epoll_fd,EPOLL_CTL_ADD,new_socket,&ev);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_lock(&(param_server->socket_thd[mix_cnt_thread_id].thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? param_server->socket_thd[mix_cnt_thread_id].active_conection_cnt++;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? pthread_mutex_unlock(&(param_server->socket_thd[mix_cnt_thread_id].thd_mutex));
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"add new client socket to epoll\n");
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? else if(events[index].events&EPOLLERR || events[index].events&EPOLLRDHUP) //對端關(guān)閉連接
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"client close this socket\n");
? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(param_server->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? else if(events[index].events&EPOLLIN) //讀事件到來，進行消息處理
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"begin recv client data\n");
? ? ? ? ? ? ? ? ret=param_server->data_func(events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? if(ret==-1)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stderr,"client socket exception happened\n");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(param_server->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? if(ret==0)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? fprintf(stdout,"client close this socket\n");
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? epoll_ctl(param_server->epoll_fd,EPOLL_CTL_DEL,events[index].data.fd,NULL);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? close(events[index].data.fd);
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? else if(ret==1)
? ? ? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? }
? ? close(server_socket);
? ? return RESULT_OK;
}以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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