多连接客户端套接字应用程序 C++

Posted 2023-02-22

【中文标题】多连接客户端套接字应用程序 C++

【英文标题】：multi-connection client socket application C++

【发布时间】：2017-11-08 00:36:36

【问题描述】：

我正在开发一个连接到不同服务器、收集数据并显示它的应用程序。 实际上，我已经创建了它，但感觉我把它弄错了，因为它创建了一堆线程，而且我明白它是不可扩展的。

现在我有以下逻辑（简化的 c++ 伪代码）：

// handles one connection
class Client

public:
    void start(); //opens socket, connects, starts threads
    void stop(); //closes socket, joins threads

    ClientState getState();
    void requestState();
private:
   thread _threadReceive; // runs "handleReceive()" in a loop
   thread _threadSend; // runs "handleSend()" in a loop
   thread _threadUpdate; // runs "update()" in a loop

   queue _commands;
   queue _replies;
   ClientState _currentState;

   void handleReceive(); // recv reply from server, push to "_replies"
   void handleSend(); // pops from "_commands", send to server
   void update(); // pops reply, processes it, updates current state

   //...
;

然后我有以下内容：

//App's logic
class App

public:
    void start(); // init app, creates clients from config
    void stop(); // iterates over "_clients" and calls "stop()", joins threads
private:
    vector<Client> _clients;
    vector<ClientState> _clientStates;

    thread _threadUpdateClients;
    thread _threadRequestClients;

    void connect(); //iterate over "_clients" and "start()"; 
    void updateStates(); //iterate over "_clients" and fill "_clientStates" accordingly
    void requestStates(); //iterate over "_clients" and call "requestState()"
    void updateUi(); // iterate over "_clientStates" and display them

   //...

显然，这意味着要使用大量锁定和各种丑陋的代码来同步所有内容（这会导致上下文切换）。最令人沮丧的部分是它可以工作并且在成功的应用程序中成长。

此代码是我几年前编写的 .NET 4.5 C# 代码（这是我的第一个实际多线程应用程序）的直接移植 - 我需要在几台 Windows 2000 和 XP SP1 机器上执行它。 我“感觉到”了所有问题，但我不知道如何以适当的方式实施它。有很多简单的客户端-服务器教程，但我从来没有发现任何关于模式/架构、程序结构的东西。我也阅读了很多关于 select() 和非阻塞套接字的内容，但我真的很困惑：

如何正确使用select()？ 如何使用非阻塞套接字组织状态/数据存储、队列等。 它在 Windows XP 上是否可用，因为我在使用 MSDN 指南时遇到了各种问题（一些 winsock 功能在 2000、XP、Vista 上不可用）。

我阅读了有关 asio、libev 实现的信息，但它们隐藏了细节，最终我缺乏知识正是导致我陷入这种情况的原因。 现在我只是简单地迭代和更新所有活动的连接，收集数据并显示，但我总觉得这不是一个正确的实现。

【问题讨论】：

互联网上有 吨 的网络教程，其中许多包括使用 Windows 套接字 API（这与“标准”POSIX API）。最好的当然包括如何使用select。

此外，虽然您绝对应该了解套接字和网络如何在较低级别上工作，但一旦您学会了废弃代码并转向更高级别的 API 或框架。从长远来看，使用高级框架了解幕后发生的事情是一件好事（而且 IMO 是强制性的）可以让程序员的生活变得更加轻松。

这个问题跑题了。询问架构的更好地方是Software Engineering。

@IInspectable 在引用其他网站时，指出cross-posting is frowned upon

通常会有所帮助

【参考方案1】：

你可以使用两个线程，一个是UI线程，一个是网络线程，在网络线程中，你可以使用asio或libev。数据可以通过队列或共享变量传递。并使用条件变量或互斥锁来同步线程。可以参考 pthread 库和 man select 函数。