基于linux的socket多线程通信

基础概念

Linux中的Socket是一种网络通信机制，允许不同计算机上的进程进行通信。Socket API提供了一组函数，用于创建、绑定、监听、连接和传输数据。多线程通信是指在一个进程中使用多个线程来处理并发任务，每个线程可以独立地执行不同的任务。

优势

并发处理：多线程可以同时处理多个客户端请求，提高系统的响应速度和处理能力。
资源共享：多个线程可以共享进程的内存空间和资源，减少资源浪费。
灵活性：可以根据需要动态创建和销毁线程，适应不同的负载情况。

类型

TCP Socket：面向连接的通信方式，保证数据的可靠传输，适用于需要高可靠性的应用场景。
UDP Socket：无连接的通信方式，传输速度快但不保证数据的可靠传输，适用于实时性要求高的应用场景。

应用场景

服务器端：用于处理多个客户端的并发请求，如Web服务器、聊天服务器等。
客户端：用于与服务器进行通信，如文件传输、在线游戏等。

示例代码

以下是一个基于Linux的TCP Socket多线程通信的简单示例：

服务器端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <pthread.h>

#define BUF_SIZE 1024

void *client_handler(void *arg) {
    int client_sock = *(int *)arg;
    char buffer[BUF_SIZE];
    while (1) {
        int len = read(client_sock, buffer, BUF_SIZE);
        if (len == 0) {
            close(client_sock);
            break;
        }
        write(client_sock, buffer, len); // Echo back the message
    }
    return NULL;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    int serv_sock, clnt_sock;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    pthread_t t_id;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if (bind(serv_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1) {
        perror("bind() error");
        exit(1);
    }

    if (listen(serv_sock, 5) == -1) {
        perror("listen() error");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        pthread_create(&t_id, NULL, client_handler, (void *)&clnt_sock);
        pthread_detach(t_id);
    }

    close(serv_sock);
    return 0;
}

客户端代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(int argc, char *argv[]) {
    int sock;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[BUF_SIZE];

    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s<IP> <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock == -1) {
        perror("socket() error");
        exit(1);
    }

    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
        perror("connect() error");
        exit(1);
    }

    while (1) {
        printf("Input message(Q to quit): ");
        fgets(buffer, BUF_SIZE, stdin);
        if (!strcmp(buffer, "q\n") || !strcmp(buffer, "Q\n"))
            break;

        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        int len = read(sock, buffer, BUF_SIZE - 1);
        buffer[len] = 0;
        printf("Message from server: %s", buffer);
    }

    close(sock);
    return 0;
}