UNIX: разработка сетевых приложений

Обратите также внимание на то, что главный поток не закрывает присоединенный сокет, что всегда происходило, когда параллельный сервер вызывал функцию fork. Это объясняется тем, что все потоки внутри процесса совместно используют все дескрипторы, поэтому если главному потоку потребуется вызвать функцию close, это приведет к закрытию соединения. Создание нового потока не влияет на счетчики ссылок для открытых дескрипторов, в отличие от того, что происходит при вызове функции fork.

В этой программе имеется одна неявная ошибка, о которой рассказывается в разделе 26.5. Можете ли вы ее обнаружить? (См. упражнение 26.5.)

Передача аргументов новым потокам

Мы уже упомянули, что в листинге 26.2 мы преобразуем целочисленную переменную connfd к указателю на неопределенный тип ( void), но этот способ не работает в некоторых системах. Для корректной обработки данной ситуации требуются дополнительные усилия.

В первую очередь, заметим, что мы не можем просто передать адрес connfd нового потока, то есть следующий код не будет работать:

 int main(int argc, char **argv) {
  int listenfd, connfd;
  ...

  for (;;) {
  len = addrlen;
  connfd = Accept(listenfd, cliaddr, &len);

  Pthread_create(&tid, NULL, &doit, &connfd);
  }
 }

 static void* doit(void *arg) {
  int connfd;

  connfd = *((int*)arg);
  Pthread_detach(pthread_self);
  str_echo(connfd); /* та же функция, что и прежде */
  Close(connfd); /* мы закончили с присоединенным сокетом */
  return(NULL);
 }

С точки зрения ANSI С здесь все в порядке: мы гарантированно можем преобразовать целочисленный указатель к типу void* и затем обратно преобразовать получившийся указатель на неопределенный тип к целочисленному указателю. Проблема заключается в другом — на что именно он будет указывать?

В главном потоке имеется одна целочисленная переменная connfd, и при каждом вызове функции accept значение этой переменной меняется на новое (в соответствии с новым присоединенным сокетом). Может сложиться следующая ситуация:

Функция accept возвращает управление, записывается новое значение переменной connfd(допустим, новый дескриптор равен 5) и в главном потоке вызывается функция pthread_create. Указатель на connfd(а не фактическое его значение!) является последним аргументом функции pthread_create.

Создается новый поток, и начинает выполняться функция doit.

Готово другое соединение, и главный поток снова начинает выполняться (прежде, чем начнется выполнение вновь созданного потока). Завершается функция accept, записывается новое значение переменной connfd(например, значение нового дескриптора равно 6) и главный поток вновь вызывает функцию pthread_create.

Хотя созданы два новых потока, оба они будут работать с одним и тем же последним значением переменной connfd, которое, согласно нашему предположению, равно 6. Проблема заключается в том, что несколько потоков получают доступ к совместно используемой переменной (целочисленному значению, хранящемуся в connfd) при отсутствии синхронизации. В листинге 26.2 мы решаем эту проблему, передавая значение переменной connfd функции pthread_create, вместо того чтобы передавать указатель на это значение. Этот метод работает благодаря тому способу, которым целочисленные значения в С передаются вызываемой функции (копия значения помещается в стек вызванной функции).

В листинге 26.3 показано более удачное решение описанной проблемы.

Листинг 26.3. Эхо-сервер TCP, использующий потоки с более переносимой передачей аргументов

 //threads/tcpserv02.c
  1 #include "unpthread.h"

  2 static void *doit(void*); /* каждый поток выполняет эту функцию */

  3 int
  4 main(int argc, char **argv)
  5 {
  6 int listenfd, *iptr;
  7 thread_t tid;
  8 socklen_t addrlen, len;
  9 struct sockaddr *cliaddr;

 10 if (argc == 2)
 11 listenfd = Tcp_listen(NULL, argv[1], &addrlen);
 12 else if (argc == 3)
 13 listenfd = Tcp_listen(argv[1], argv[2], &addrlen);
 14 else
 15 err_quit("usage: tcpserv01 [ <host> ] <service or port>");

 16 cliaddr = Malloc(addrlen);

 17 for (;;) {
 18 len = addrlen;
 19 iptr = Malloc(sizeof(int));
 20 *iptr = Accept(listenfd, cliaddr, &len);
 21 Pthread_create(&tid, NULL, &doit, iptr);
 22 }
 23 }

 24 static void*
 25 doit(void *arg)
 26 {
 27 int connfd;

 28 connfd = *((int*)arg);
 29 free(arg);

 30 Pthread_detach(pthread_self);
 31 str_echo(connfd); /* та же функция, что и раньше */
 32 Close(connfd); /* мы закончили с присоединенным сокетом */