網路程式設計小結（三） 利用多程序與多執行緒

在第一節的例子中，伺服器是乙個時間獲取程式，只要一次write呼叫就能立刻完成客戶端的任務，但是我們要想的是，服務端不一定每次都會這麼快的完成任務，所以，要想辦法加快服務端的處理速度。

首先可以想到的是並行處理，c++有兩種方式，乙個是多程序，乙個是多執行緒。下面描述這兩種辦法。

一、壓力測試

我們的客戶端應當有能力判斷服務端處理的快慢，所以我們要寫乙個壓力測試函式：

void request_to_server(int id,const char* ip,const uint16_t port){

int sockfd=socket(af_inet,sock_stream,0);
const char *id_str=std::to_string(id).c_str();
sockaddr_in addr;
bzero(&addr,sizeof(addr));
addr.sin_family=af_inet;
addr.sin_port=htons(port);
inet_pton(af_inet,ip,&addr.sin_addr);
connect(sockfd,(const sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
const int buffersize=1024;
char buf[buffersize];
write(sockfd,id_str,strlen(id_str));
cout<
for(int i=0;i壓力測試函式利用多執行緒，指定使用者數和每個使用者發起的請求數，可以計算出總的處理時間。
對於我們前面的時間伺服器程式——乙個迭代處理方式（也就是最慢的那種），我們用100個使用者發起10次請求/人。
輸出：answer message(89):sun jan 12 19:25:44 2020
answer message(96):sun jan 12 19:25:44 2020
answer message(41):sun jan 12 19:25:44 2020
all task finish. used time=430 ms
上面是返回資料的一部分，下面是計算得到的總時間是430ms。
二、慢伺服器
1、迭代做法
void slow_handle_function(int id=0){
cout<
void server1(){
const uint16_t listened_port=9000;
const char* localhost="127.0.0.1";
const int listening_queue_length=1024;
const int buffersize=1024;
int listen_fd=socket(af_inet,sock_stream,0);
sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=af_inet;
in_addr temp;
inet_pton(af_inet,localhost,&server_addr.sin_addr);
//server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(temp.s_addr);
server_addr.sin_port=htons(listened_port);
bind(listen_fd,(const sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));
listen(listen_fd,listening_queue_length);
char buffer[buffersize];
while(1){
sockaddr_in client_addr;
socklen_t len=sizeof(client_addr);
cout<
執行10個客戶，每個發起5次請求，結果是：
pressure_test(10,5);

void server2(){

const uint16_t listened_port=9000;
const char* localhost="127.0.0.1";
const int listening_queue_length=1024;
const int buffersize=1024;
int listen_fd=socket(af_inet,sock_stream,0);
sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family=af_inet;
in_addr temp;
inet_pton(af_inet,localhost,&server_addr.sin_addr);
//server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(temp.s_addr);
server_addr.sin_port=htons(listened_port);
bind(listen_fd,(const sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));
listen(listen_fd,listening_queue_length);
char buffer[buffersize];
pid_t pid;
while(1){
sockaddr_in client_addr;
socklen_t len=sizeof(client_addr);
cout<
因此這個if裡面的內容都是針對子程序的。
首先關閉listend_fd，是因為只需要主程序監聽這個描述符就可以了，不需要子程序，但是由於子程序完全複製父程序的資料，所以，此時子程序首先就要關閉它，處理完後呼叫exit直接退出，在迴圈內，把剛才的connect_fd關閉，這個是針對父程序的，因為這個描述符不需要父程序來處理。
同樣和上面一樣的壓力測試：
answer message(10):10
answer message(6):6
answer message(5):5
all task finish. used time=15.0138 s
結果只有15s，快了10倍！
三、使用執行緒
學過作業系統的人都知道，程序的建立/銷毀代價很大，可能會嚴重影響效能。所以在現代的伺服器中使用的都是「多執行緒」而不是「多程序」。
c++11標準可以使用thread類來構造乙個執行緒處理每乙個請求。
void task_handle(int fd){
const int buffersize=1024;
char buffer[buffersize];
auto n=read(fd,buffer,buffersize);
buffer[n]='\0';
cout<
任務封裝到乙個函式裡面，並且這次由子執行緒關閉描述符，測試結果如下：
answer message(10):10
answer message(9):9
answer message(8):8
all task finish. used time=15.0064 s
如果說15s之外的時間是計算機處理執行緒或者程序的時間，那麼，雖然不是很明顯，但的確可以看見多執行緒快於多程序！

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