Linux下C++多線程與網絡編程的結合

在Linux環境下，C++多線程與網絡編程可以結合使用，以實現高性能的網絡服務器和客戶端

1. 使用套接字（socket）：套接字是網絡編程的基礎，它允許不同計算機之間通過網絡進行通信。在Linux下，可以使用C++的socket庫來創建和管理套接字。

2. 多線程：為了實現并發處理，可以使用多線程技術。在Linux下，可以使用C++11的std::thread庫來創建和管理線程。每個線程可以處理一個或多個客戶端連接。

3. 線程池：為了避免頻繁地創建和銷毀線程，可以使用線程池技術。線程池可以預先創建一定數量的線程，并在需要時分配任務給這些線程。這可以提高性能并減少資源消耗。

4. 同步與互斥：在多線程環境下，需要注意同步和互斥問題。可以使用C++的std::mutex庫來實現互斥鎖，以確保在同一時刻只有一個線程可以訪問共享資源。此外，還可以使用條件變量（如std::condition_variable）來實現線程間的同步。

5. 非阻塞I/O：為了提高服務器性能，可以使用非阻塞I/O。這意味著套接字操作不會阻塞線程，而是在操作完成時返回。可以使用fcntl函數設置套接字為非阻塞模式。

6. 事件驅動：可以使用事件驅動模型來處理多個客戶端連接。在這種模型中，服務器會監聽多個套接字事件（如連接、讀取、寫入等），并為每個事件分配一個回調函數。這可以提高服務器的可擴展性和性能。在Linux下，可以使用libevent或libev庫來實現事件驅動模型。

下面是一個簡單的C++多線程網絡服務器示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
#include <mutex>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

std::mutex mtx;

void handle_client(int client_socket) {
    char buffer[1024];
    while (true) {
        ssize_t len = recv(client_socket, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
        if (len <= 0) {
            break;
        }
        buffer[len] = '\0';
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;
        send(client_socket, "Message received", strlen("Message received"), 0);
    }
    close(client_socket);
}

int main() {
    int server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_socket == -1) {
        std::cerr << "Error creating socket" << std::endl;
        return 1;
    }

    sockaddr_in server_addr = {0};
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_socket, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        std::cerr << "Error binding socket" << std::endl;
        return 1;
    }

    if (listen(server_socket, 10) == -1) {
        std::cerr << "Error listening on socket" << std::endl;
        return 1;
    }

    std::vector<std::thread> threads;
    while (true) {
        sockaddr_in client_addr = {0};
        socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
        int client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
        if (client_socket == -1) {
            std::cerr << "Error accepting client connection" << std::endl;
            continue;
        }
        threads.emplace_back(handle_client, client_socket);
    }

    for (auto &t : threads) {
        t.join();
    }

    close(server_socket);
    return 0;
}

這個示例創建了一個簡單的多線程TCP服務器，監聽8080端口。當客戶端連接時，服務器會為每個客戶端創建一個新線程來處理連接。服務器使用互斥鎖來同步對共享資源（如標準輸出）的訪問。