高并发服务器-使用多线程（Multi-Thread）实现【C语言】

在上期的socket套接字的使用详解中（socket套接字的使用详解）最后实现的TCP服务器只能处理一个客户端的请求发送，当有其他客户端请求连接时会被阻塞。为了能同时处理多个客户端的连接请求，本期使用多线程的方式来解决。

程序流程

1. 创建监听套接字：使用 socket 函数创建套接字 lfd。
2. 绑定套接字：使用 bind 函数将套接字绑定到指定的 IP 地址和端口。
3. 监听连接请求：使用 listen 函数开始监听连接请求。
4. 等待并接受客户端连接：使用 accept 函数等待并接受客户端连接请求。
5. 获取客户端地址信息：使用 getpeername 函数获取已连接客户端的 IP 地址和端口号。
6. 创建线程处理客户端请求：使用 pthread_create 函数创建新线程处理该连接，并设置线程为分离属性。
7. 线程处理客户端通信：在 handle_client 函数中处理与客户端的通信，包括读取请求、处理数据、发送响应。
8. 主线程继续监听新的连接请求：主线程关闭新的客户端套接字，由新线程处理。继续循环等待新的客户端连接请求。

示例代码：

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

// 处理客户端通信的函数
void *handle_client(void *arg) {
    int cfd = *(int *)arg;
    free(arg);

    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    //getpeername 函数获取与套接字 cfd 关联的远程（客户端）地址信息，并将其存储在 client_addr 结构体中。
    getpeername(cfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);    

    char client_ip[INET_ADDRSTRLEN];
    inet_ntop(AF_INET, &client_addr.sin_addr, client_ip, sizeof(client_ip));
    int client_port = ntohs(client_addr.sin_port);

    printf("Client connected: IP [%s], PORT [%d], FD [%d]\n", client_ip, client_port, cfd);

    char buf[1024];
    int n;

    while ((n = read(cfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            buf[i] = toupper(buf[i]);
        }
        write(cfd, buf, n);
    }

    printf("Client disconnected: IP [%s], PORT [%d], FD [%d]\n", client_ip, client_port, cfd);
    close(cfd);
    return NULL;
}

int main() {
    // 创建监听套接字
    int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (lfd < 0) {
        perror("socket error");
        return -1;
    }

    // 绑定套接字
    struct sockaddr_in serv_addr;
    bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8888);
    serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    if (bind(lfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        perror("bind error");
        close(lfd);
        return -1;
    }

    // 监听连接请求
    if (listen(lfd, 5) < 0) {
        perror("listen error");
        close(lfd);
        return -1;
    }

    while (1) {
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
        int *cfd = malloc(sizeof(int));
        *cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
        if (*cfd < 0) {
            perror("accept error");
            free(cfd);
            continue;
        }

        // 创建线程处理客户端请求
        pthread_t tid;
        pthread_attr_t attr;
        pthread_attr_init(&attr);
        pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED); // 设置线程分离属性

        if (pthread_create(&tid, &attr, handle_client, cfd) != 0) {
            perror("pthread_create error");
            close(*cfd);
            free(cfd);
        }

        pthread_attr_destroy(&attr);
    }

    close(lfd);
    return 0;
}

客户端：

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

#define PORT 8888
#define BUFFER_SIZE 1024
#define SERVER_IP "127.0.0.1"

int main() {
    int sock = 0, valread;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    char input_buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    char *hello = "Hello from client";
    int opt = 1;

    // 创建 TCP 套接字
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        perror("socket creation failed");
        return -1;
    }

    // 设置服务器地址结构
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);

    // 将 IPv4 地址从文本转换为二进制形式
    if (inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        perror("Invalid address/ Address not supported");
        return -1;
    }

    // 连接服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        perror("Connection Failed");
        return -1;
    }

    printf("Connected to server\n");

    // 循环发送消息并接收响应
    while (1) {
        printf("Enter message to send (or 'exit' to quit): ");
        fgets(input_buffer, BUFFER_SIZE, stdin);

        // 去掉输入的换行符
        input_buffer[strcspn(input_buffer, "\n")] = 0;

        // 如果输入是 'exit'，则退出循环
        if (strcmp(input_buffer, "exit") == 0) {
            break;
        }

        // 发送消息给服务器
        send(sock, input_buffer, strlen(input_buffer), 0);
        printf("Message sent to server: %s\n", input_buffer);

        // 接收服务器的响应
        valread = read(sock, buffer, BUFFER_SIZE);
        printf("Server response: %s\n", buffer);
        memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    }

    close(sock);
    return 0;
}

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_42037383/article/details/140501696

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