システムプログラム（第8回）: Pthreadによる複数のクライアントに対するサービスの同時提供
筑波大学 システム情報系 情報工学域
新城 靖
<yas@cs.tsukuba.ac.jp>
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http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~syspro/2019/2019-06-12
/echo-server-pthread.html
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http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~syspro/2019/
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/
Ptheadとは
Pthread とは、Ｃ言語から使えるスレッド・ライブラリである。
オペレーティングシステムＩＩの資料
に簡単な説明がある。
echo-server-pthread.c
fork版 では、クライアントから接続要
求を受け付けるたびに、新しいプロセスを作っていた。以下の
echo-server-pthread.cでは、プロセスではなく
スレッドを作っている。
1:
2: /*
3: echo-server-pthread.c -- 受け取った文字列をそのまま返すサーバ(pthread版)
4: ~yas/syspro/ipc/echo-server-pthread.c
5: */
6: #include <stdio.h>
7: #include <stdlib.h> /* exit() */
8: #include <sys/types.h> /* socket(), time() */
9: #include <sys/socket.h> /* socket() */
10: #include <netinet/in.h> /* struct sockaddr_in */
11: #include <pthread.h> /* pthread_create */
12: #include <netdb.h> /* getnameinfo() */
13: #include <string.h> /* strlen() */
14: #include <unistd.h> /* getpid(), gethostname() */
15:
16: struct echo_server_thread_arg;
17:
18: extern void echo_server( int portno, int ip_version );
19: extern void *echo_server_thread( struct echo_server_thread_arg *arg );
20:
21: extern void echo_receive_request_and_send_reply( int com );
22: extern int echo_receive_request( char *line, size_t size, FILE *in );
23: extern void echo_send_reply( char *line, FILE *out );
24: extern void print_my_host_port( int portno );
25: extern void tcp_sockaddr_print( int com );
26: extern void tcp_peeraddr_print( int com );
27: extern void sockaddr_print( struct sockaddr *addrp, socklen_t addr_len );
28: extern int tcp_acc_port( int portno, int pf );
29: extern int fdopen_sock( int sock, FILE **inp, FILE **outp );
30:
31: int
32: main( int argc, char *argv[] )
33: {
34: int portno, ip_version;
35:
36: if( !(argc == 2 || argc==3) ) {
37: fprintf(stderr,"Usage: %s portno {ipversion}\n",argv[0] );
38: exit( 1 );
39: }
40: portno = strtol( argv[1],0,10 );
41: if( argc == 3 )
42: ip_version = strtol( argv[2],0,10 );
43: else
44: ip_version = 46; /* Both IPv4 and IPv6 by default */
45: echo_server( portno, ip_version );
46: }
47:
main() は、
forkなし版
や
fork版
とほとんど同じである。
48: struct echo_server_thread_arg {
49: int com;
50: };
51:
52: void
53: echo_server( int portno, int ip_version )
54: {
55: int acc,com ;
56: pthread_t worker ;
57: struct echo_server_thread_arg *arg;
58:
59: acc = tcp_acc_port( portno, ip_version );
60: if( acc<0 )
61: exit( 1 );
62: print_my_host_port( portno );
63: tcp_sockaddr_print( acc );
64: while( 1 )
65: {
66: printf("[%d] accepting incoming connections (acc==%d) ...\n",
67: getpid(),acc );
68: if( (com = accept( acc,0,0 )) < 0 )
69: {
70: perror("accept");
71: exit( -1 );
72: }
73: tcp_peeraddr_print( com );
74: arg = malloc( sizeof(struct echo_server_thread_arg) );
75: if( arg == NULL )
76: {
77: perror("malloc()");
78: exit( -1 );
79: }
80: arg->com = com;
81: if( pthread_create( &worker, NULL, (void *)echo_server_thread, (void *)arg)
82: != 0 )
83: {
84: perror("pthread_create()");
85: exit( 1 );
86: }
87: pthread_detach( worker );
88: }
89: }
90:
このプログラムの特徴を以下にまとめる。
- fork() の代りに pthread_create() をしている。fork()版より
すっきりしている。
- wait しない代りに pthread_detach() している。fork版では必要だった
delete_zombie() が不要である。
91: void *
92: echo_server_thread( struct echo_server_thread_arg *arg )
93: {
94: echo_receive_request_and_send_reply( arg->com );
95: free( arg );
96: return( NULL );
97: }
98:
echo_server_thread() は、スレッドが生成された時に最初に呼ばれる関数であ
る。引数の構造体から com を取り出し、
echo_receive_request_and_send_reply() を呼んでいる。それからリターンし
た後には、引数の構造体を free している。
他の関数は、fork版、forkなし版と同じである。
$ diff -c echo-server-fork-fdopen.c echo-server-pthread.c
*** echo-server-fork-fdopen.c 2019-06-10 15:54:19.003067000 +0900
--- echo-server-pthread.c 2019-06-10 16:20:54.182336000 +0900
***************
*** 1,21 ****
/*
! echo-server-fork-fdopen.c -- 受け取った文字列をそのまま返すサーバ(fork版)
! ~yas/syspro/ipc/echo-server-fork-fdopen.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* exit() */
! #include <sys/types.h> /* socket(), wait4() */
#include <sys/socket.h> /* socket() */
#include <netinet/in.h> /* struct sockaddr_in */
! #include <sys/resource.h> /* wait4() */
! #include <sys/wait.h> /* wait4() */
#include <netdb.h> /* getnameinfo() */
#include <string.h> /* strlen() */
#include <unistd.h> /* getpid(), gethostname() */
extern void echo_server( int portno, int ip_version );
! extern void delete_zombie();
extern void echo_receive_request_and_send_reply( int com );
extern int echo_receive_request( char *line, size_t size, FILE *in );
extern void echo_send_reply( char *line, FILE *out );
--- 1,23 ----
/*
! echo-server-pthread.c -- 受け取った文字列をそのまま返すサーバ(pthread版)
! ~yas/syspro/ipc/echo-server-pthread.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /* exit() */
! #include <sys/types.h> /* socket(), time() */
#include <sys/socket.h> /* socket() */
#include <netinet/in.h> /* struct sockaddr_in */
! #include <pthread.h> /* pthread_create */
#include <netdb.h> /* getnameinfo() */
#include <string.h> /* strlen() */
#include <unistd.h> /* getpid(), gethostname() */
+ struct echo_server_thread_arg;
+
extern void echo_server( int portno, int ip_version );
! extern void *echo_server_thread( struct echo_server_thread_arg *arg );
!
extern void echo_receive_request_and_send_reply( int com );
extern int echo_receive_request( char *line, size_t size, FILE *in );
extern void echo_send_reply( char *line, FILE *out );
***************
*** 43,53 ****
echo_server( portno, ip_version );
}
void
echo_server( int portno, int ip_version )
{
int acc,com ;
! pid_t child_pid ;
acc = tcp_acc_port( portno, ip_version );
if( acc<0 )
--- 45,60 ----
echo_server( portno, ip_version );
}
+ struct echo_server_thread_arg {
+ int com;
+ };
+
void
echo_server( int portno, int ip_version )
{
int acc,com ;
! pthread_t worker ;
! struct echo_server_thread_arg *arg;
acc = tcp_acc_port( portno, ip_version );
if( acc<0 )
***************
*** 56,62 ****
tcp_sockaddr_print( acc );
while( 1 )
{
- delete_zombie();
printf("[%d] accepting incoming connections (acc==%d) ...\n",
getpid(),acc );
if( (com = accept( acc,0,0 )) < 0 )
--- 63,68 ----
***************
*** 65,98 ****
exit( -1 );
}
tcp_peeraddr_print( com );
! if( (child_pid=fork()) > 0 ) /* parent */
{
! close( com );
}
! else if( child_pid == 0 ) /* child */
{
! close( acc );
! echo_receive_request_and_send_reply( com );
! exit( 0 );
}
! else
! {
! perror("fork");
! exit( -1 );
! }
}
}
! void
! delete_zombie()
{
! pid_t pid ;
!
! while( (pid=wait4(-1,0,WNOHANG,0)) >0 )
! {
! printf("[%d] zombi %d deleted.\n",getpid(),pid );
! continue;
! }
}
#define BUFFERSIZE 1024
--- 71,99 ----
exit( -1 );
}
tcp_peeraddr_print( com );
! arg = malloc( sizeof(struct echo_server_thread_arg) );
! if( arg == NULL )
{
! perror("malloc()");
! exit( -1 );
}
! arg->com = com;
! if( pthread_create( &worker, NULL, (void *)echo_server_thread, (void *)arg)
! != 0 )
{
! perror("pthread_create()");
! exit( 1 );
}
! pthread_detach( worker );
}
}
! void *
! echo_server_thread( struct echo_server_thread_arg *arg )
{
! echo_receive_request_and_send_reply( arg->com );
! free( arg );
! return( NULL );
}
#define BUFFERSIZE 1024
$
実行例。
サーバ側。サーバは、終了しないので、最後に、^C を押して、割り
込みを掛けて終了させる。
注意：全員がポート番号 1231 を使うとプログラムが動かないことがある。
$ cp ~yas/syspro/ipc/echo-server-pthread.c . ![[←]](../icons/screen-return.gif)
$ make echo-server-pthread
cc echo-server-pthread.c -o echo-server-pthread
$ ./echo-server-pthread
Usage: ./echo-server-pthread portno {ipversion}
$ ./echo-server-pthread 1231
run telnet aloe30.local 1231
[16505] accepting (fd==4) to [::]:1231
[16505] accepting incoming connections (acc==4) ...
[16505] connection (fd==5) from [2001:2f8:3a:1711::230:39]:53138
[16505] accepting incoming connections (acc==4) ...
[16505] received (fd==5) 5 bytes, [012
]
[16505] connection (fd==7) from [2001:2f8:3a:1711::230:40]:63507
[16505] accepting incoming connections (acc==4) ...
[16505] received (fd==7) 5 bytes, [abc
]
[16505] received (fd==7) 5 bytes, [def
]
[16505] received (fd==5) 5 bytes, [345
]
[16505] connection (fd==5) closed.
[16505] connection (fd==7) closed.
^C
$ ![[]](../icons/screen-cursor.gif)
クライアント側（その１）。
$ telnet aloe30 1231
Trying 2001:2f8:3a:1711::230:30...
Connected to aloe30.
Escape character is '^]'.
012
012
345
345
^]
telnet> ^D
Connection closed.
$
クライアント側（その２）。
$ telnet aloe30 1231
Trying 2001:2f8:3a:1711::230:30...
Connected to aloe30.
Escape character is ^]'.
abc
abc
def
def
^]
telnet> ^D
Connection closed.
$
'
Last updated: 2019/06/10 18:32:00
Yasushi Shinjo / <yas@cs.tsukuba.ac.jp>