[计网底层小探索]:实现并部署多线程并发Tcp服务器框架(基于生产者消费者模型的线程池结构)

文章目录

• 一.网络层与传输层协议
• • sockaddr结构体继承体系(Linux体系)
  • 贯穿计算机系统的网络通信架构图示:
• 二.实现并部署多线程并发Tcp服务器框架
• • 线程池模块
  • 序列化反序列化工具模块
  • 通信信道建立模块
  • 服务器主体模块
  • 任务回调模块(根据具体应用场景可重构)
  • Tips:DebugC++代码过程中遇到的问题记录

一.网络层与传输层协议

• 网络层与传输层内置于操作系统的内核中,网络层一般使用ip协议,传输层常用协议为Tcp协议和Udp协议,Tcp协议和Udp协议拥有各自的特点和应用场景:
  

sockaddr结构体继承体系(Linux体系)

• sockaddr_in结构体用于存储网络通信主机进程的ip和端口号等信息
  

贯穿计算机系统的网络通信架构图示:

二.实现并部署多线程并发Tcp服务器框架

小项目的完整文件的gittee链接

• Tcp服务器架构:
  

线程池模块

#pragma once#include #include #include \"log.hpp\"#include #include #include template<class T>class RingQueue{ private: pthread_mutex_t Clock_; pthread_mutex_t Plock_; sem_t Psem_; sem_t Csem_; std::vector<T> Queue_; int Pptr_; int Cptr_; int capacity_;public: RingQueue(int capacity = 10) : Queue_(capacity),Pptr_(0),Cptr_(0),capacity_(capacity){  sem_init(&Psem_,0,capacity); sem_init(&Csem_,0,0); pthread_mutex_init(&Clock_,nullptr); pthread_mutex_init(&Plock_,nullptr); } ~RingQueue(){  sem_destroy(&Psem_); sem_destroy(&Csem_); pthread_mutex_destroy(&Clock_); pthread_mutex_destroy(&Plock_); } T Pop(){  sem_wait(&Csem_); pthread_mutex_lock(&Clock_); T tem = Queue_[Cptr_]; Cptr_++; Cptr_ %= capacity_; pthread_mutex_unlock(&Clock_); sem_post(&Psem_); return tem; } void Push(T t){  sem_wait(&Psem_); pthread_mutex_lock(&Plock_); Queue_[Pptr_] = t; Pptr_++; Pptr_%= capacity_; pthread_mutex_unlock(&Plock_); sem_post(&Csem_); }};

#pragma once#include \"sem_cp.cpp\"#include #include #include #include #include \"CalTask.cpp\"template<class Task>class Thread_Pool{  struct Thread_Data{  int Thread_num; pthread_t tid; };private: RingQueue<Task> Queue_; //线程安全的环形队列 std::vector<Thread_Data> thread_arr; //管理线程的容器 static std::mutex lock_; //单例锁 static Thread_Pool<Task> * ptr_; //单例指针private: Thread_Pool(int capacity_Of_queue = 20) : Queue_(capacity_Of_queue){ } Thread_Pool(const Thread_Pool<Task>& Tp) = delete; Thread_Pool<Task>& operator=(const Thread_Pool<Task> & Tp) = delete;public: ~Thread_Pool(){ } //获取线程池单例-->注意C++的类模板静态成员函数需要在类体外进行定义 static Thread_Pool<Task> * Getinstance(); //创建多线程 void Create_thread(int thread_num = 10){  Thread_Data T_data; for(int i = 0 ; i < thread_num ; ++i){  //注意线程池对象的this指针传递给线程 pthread_create(&T_data.tid,nullptr,Routine,this); T_data.Thread_num = i + 1; thread_arr.push_back(T_data); } } //线程等待 void Thread_join(){  for(int i = 0 ;i < thread_arr.size() ; ++i){  pthread_join(thread_arr[i].tid,nullptr)

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