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浅谈C++之多线程处理TCP请求

article 2024/10/11 19:44:12

一、基本介绍

在C++中，使用多线程处理TCP请求通常涉及到使用套接字（sockets）和线程库。C++11标准引入了<thread>库，使得多线程编程更加简单。以下是一个简单的示例，展示如何使用C++的套接字和<thread>库来创建一个多线程的TCP服务器。

二、简单示例

1. 服务器端

服务器端使用socket来监听端口，每当有客户端连接时，它就创建一个新的线程来处理这个连接。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

void handle_client(int client_socket) {
    char buffer[1024];
    int read_size;
    
    while ((read_size = read(client_socket, buffer, 1024)) > 0) {
        std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;
        write(client_socket, buffer, read_size); // Echo back to client
    }
    
    close(client_socket);
}

int main() {
    int server_fd, new_socket, valread;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);

    // Creating socket
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    // Forcefully attaching socket to the port 8080
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);
    
    // Forcefully attaching socket to the port 8080
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    while (1) {
        if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
            perror("accept");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        
        std::thread(client_thread, new_socket).detach();
    }

    return 0;
}

2. 客户端

客户端使用socket来连接服务器，并发送消息。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    struct sockaddr_in serv_addr;
    int sock = 0;
    char buffer[1024] = {0};
    
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "\n Socket creation error \n";
        return -1;
    }
    
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);
    
    // Convert IPv4 and IPv6 addresses from text to binary form
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr)<=0) {
        std::cout << "\nInvalid address/ Address not supported \n";
        return -1;
    }
    
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "\nConnection Failed \n";
        return -1;
    }
    
    std::cout << "\n Enter the message to send: \n";
    std::cin.getline(buffer, 1024);
    
    send(sock, buffer, strlen(buffer), 0);
    read(sock, buffer, 1024);
    std::cout << "\nServer reply : \n";
    std::cout << buffer << std::endl;
    
    close(sock);
    return 0;
}

说明：

服务器端：
- 使用socket创建一个监听套接字。
- 使用bind将套接字绑定到特定的IP地址和端口。
- 使用listen使套接字进入监听状态。
- 使用accept接受客户端连接，并为每个连接创建一个新的线程。
- handle_client函数处理客户端的请求，读取数据并回显。
客户端：
- 使用socket创建一个套接字。
- 使用connect连接到服务器。
- 使用send发送消息到服务器。
- 使用read接收服务器的响应。