I/O复用虽然可以同时监听多个文件描述符，解决多个客户端请求处理数据，但它本身是阻塞的，并且当多个文件描述符同时就绪时，如果不采取额外措施，程序就只能按顺序处理其中的每一个文件描述符，这使得服务器看起来好像是串行工作的。如取快递，所有物品在这放着监视着，当有人来取给他取，取的人多了就要排队

如果要提高并发处理的能力，需要配合使 用多线程和多进程等方法。我们实现并发服务器，就是利用多进程/多线程来实现，就相当于取快递的人排的队太长了，我多雇几个人，来一个人一个人取，两个人派两人给他取。

注意：本博文实现多线程、进程的工作方式，主要为了说明多线程、进程的使用方式，并没有使用I/O复用，即没有实现：I/O复用+多线/进程。

一、多线程方式

（一）实现多线程的处理

下图是多线程处理逻辑图：

它的主要逻辑就是：一个主进程负责监听文件描述符，如果有客户端描述符到达后，就创建一个线程去处理它，再来一个客户端就再去创建线程处理。

（二）代码逻辑

主要代码分为两部分：

• 实现线程函数，即实现处理客户端的业务，收发数据。
• 主函数负责建立连接，创建线程，调用线程函数。

void*  work_thread(void* arg)//线程函数
{while(1){recv()send()}close(c）//关闭客户端文件描述符
}
int main()//主函数
{sockfd()bind()listen()while(1){   accept()pthread_create(work)//创建线程}
}

需要注意：

• 线程函数的格式：

  int  res =pthread_create(&id,NULL,work_thread,(void)\*c)。
  

  work_thread不是函数调用,而是线程处理接口，(void*)是系统类型指定，所以需要将客户端套接字c强转，故线程函数格式是void*返回值，void*参数，将客户端的文件描述符传入。

2. Work_thread（void *arg）处理线程的函数：把文件描述符c通过值传递传进来int c=(int)arg，在线程函数里进行循环进行数据的处理，数据交互完成后关闭连接，所以是一个长连接。
3. 文件描述符可以传递过来，也可以在线程处理函数里面关闭。因为线程可以共享进程的文件描述符。

（三） 演示：

我们对代码进行编译，因为包含线程，所以编译时要连接库： gcc -o thread thread.c -lpthread

# include<stdio.h>
# include<stdlib.h>
# include<string.h>
# include<unistd.h>
# include<assert.h># include<pthread.h>
# include<sys/types.h>
# include<sys/socket.h>
# include<arpa/inet.h>
# include<netinet/in.h>int InitSocket()
{int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==1) return -1;struct sockaddr_in ser;memset(&ser,0,sizeof(ser));ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_port=htons(6000);ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));if(res==-1) return -1;res=listen(sockfd,5);if(res==-1) return -1;return sockfd;
}
//处理数据的线程
void*  work_thread(void* arg)
{int c=(int)arg;while(1){char buff[128]={0};int n=recv(c,buff,127,0);if(n<=0){break;}printf("%d:%s\n",c,buff);send(c,"ok",2,0);}close(c);//一定要记得关闭，不然资源会浪费
}
int main()
{int sockfd=InitSocket();assert(sockfd!=-1);while(1){struct sockaddr_in cli;socklen_t len=sizeof(cli);int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cli,&len);if(c<0){continue;}pthread_t id;int res=pthread_create(&id,NULL,work_thread,(void*)c);//线程接口，最后一个元素为void*类型，所以要强转c}close(sockfd);
}

运行结果：

（四）多线程缺陷：

如果我们有100个客户端，那么就要创建100多个函数线程，但是每个服务器的线程都有上限，并消耗大量的资源。我们每次的线程函数处理的数据也不是很多，所以资源浪费过多，系统反应时间会越来越慢。

（五） 和I/O复用的区别

仔细观察两个的运行结果，我们发现这个和使用I/O复用的效果一样，但一定是两种不同的机制，所以不要搞混：

• I/O复用是至始至终都只有一个进程，只是将所有的文件描述符统一监听，当某个文件描述上有事件发生时，还是这个进程去处理它。
• 多线程是一个进程监听连接文件描述符，当有客户端描述符到达后，创建一个线程去处理它。
• 把它们结合起来，就是 在epoll_wait()发现有事件发生时，在处理数据时创建线程即可。

二、多进程方式

（一）和多线程实现方式的区别

我们现在来实现多进程的处理：我们和线程处理的大体框架不变，所以在线程的基础上改，先拷贝一份：

cp thread.c  process.c。

主要区别：

• 不创建线程，使用fork()创建进程：

  pid_t pis=fork()。
  

• 如果pid==0表示是子进程，子进程就去调用处理数据的函数，然后 exit(0)关闭子进程。
• pid！=0，是父进程，父子进程共享fork()之前打开的文件描述符，表示创建的客户端文件描述符现在计数为2，故父进程只用执行关闭描述符即可。
• 处理数据的函数work_process(int c)。
• 文件描述符子进程中关闭一次，父进程中关闭一次。
• 用 信号量来处理僵死进程。

（二）难想到的点

1.为啥处理数据函数要关闭close(c），父进程也要。

答：因为fork()在创建子进程中，将文件描述符复制了一次，将文件描述次数++了一次，所以，所以父进程一个，子进程一个描述符，总共两个，要关两次。

2.关闭子进程时父进程还没有处理子进程的状态，所以会形成很多僵死进程。那么解决办法就是调用系统的wait()方法，那么引入信号量signal(SIGVHLD,sig_funaction)；当子进程信息改变时就会产生SIGVHLD信号，然后就调用这个函数，这个函数里调用wait(NULL)即可。

（三）代码

客户端代码和select一样。

# include<stdio.h>
# include<stdlib.h>
# include<string.h>
# include<unistd.h>
# include<assert.h># include<pthread.h>
# include<sys/types.h>
# include<sys/socket.h>
# include<arpa/inet.h>
# include<netinet/in.h>
# include<signal.h>
int InitSocket()
{int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd==1) return -1;struct sockaddr_in ser;memset(&ser,0,sizeof(ser));ser.sin_family=AF_INET;ser.sin_port=htons(6000);ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,sizeof(ser));if(res==-1) return -1;res=listen(sockfd,5);if(res==-1) return -1;return sockfd;
}
//处理数据的进程
void work_proce(int c)
{//int c=(int)arg;while(1){char buff[128]={0};int n=recv(c,buff,127,0);if(n<=0){break;}printf("%d:%s\n",c,buff);send(c,"ok",2,0);}close(c);//一定要记得关闭，不然资源会浪费
}
void sig_funaction(int sign)
{wait(NULL);//处理将死进程
}
int main()
{signal(SIGCHLD,sig_funaction);//当子进程改变时就调用它int sockfd=InitSocket();assert(sockfd!=-1);while(1){struct sockaddr_in cli;socklen_t len=sizeof(cli);int c=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cli,&len);if(c<0){continue;}pid_t pid=fork();if(pid==0)// 子进程{work_proce(c);//处理数据exit(0);//关闭}else{close(c);//因为描述符计数了2次}}close(sockfd);
}

（四）运行

我们来解释一下，为啥打开了两个客户端但文件描述符都是4。

进程描述符序号：一个进程打开一个文件sys_open()，确定一个可用的文件描述符，它会从0开始，然后一个个找这个描述符是否被使用，使用了就继续走，没有被使用那就是它了。每个进程会默认打开三个文件描述符：0：标准输入，1：标准输出，2标准错误输出，所以accept()文件描述符最多从3开始。

我们代码中，在父进程的处理是关闭文件描述符，在子进程处理描述符时，它已经关闭当前描述符，等待新的连接了，新的连接又accept()，还是从4开始。画个图理解一下：

根据上图我们可以清楚的看到因为父进程每次把文件描述符给子进程后它都会断开和此描述符的连接，所以再次创建会从4开始。 这也给我们说明了，判断有几个客户端不可以只通过文件描述符来判断。

加油哦！🌩。