一、多线程开发
线程和进程
程序写好存储在硬盘介质里，CPU读取程序到内存 ，这个在内存中的可执行程序实例就叫进程。一个程序如果多次读取到内存中，那他们就是各自独立的进程
内存中的任何位置都有相应的地址方便访问，而在内存中的进程，自己内部都有一个虚拟独立的地址空间。
每个进程首先有加载的程序，通常只有一个程序计数器，用来记录当前程序执行的位置，会按照程序顺序计算，这里的一个执行流就是一个线程。如果有多个线程，就需要多个程序计数器，每个线程会独立运行。除此之外，每个进程还有寄存器、
堆栈等程序运行时的状态信息，同时线程间共享的则有地址空间、全局变量、打开的文件等等信息。
那么为什么进程中还要有更小的”进程“ - 线程
假如进程是一个文档编辑器，存放着相应的程序和文档，现在用户用键盘敲下回车，交互的程序接收键盘的按下事件，布局的程序将文字重新排布渲染出来，另外每隔一段时间，写入的程序保存文档到硬盘中，所以这三个程序最好能并行执行，但他们又需要访问修改同一个文档，所以肯定是在同一个进程中，所以现在需要更轻量级的3个线程，交互线程， 渲染线程，保存线程。
因此，线程是并行的最小单位，假如计算机只有一个单核CPU，即同一时刻只能执行一个线程，对每个线程快速切换轮流执行。为了简化，CPU在内核中为每个线程提供各自虚拟的CPU，每个线程会认为自己独占着CPU，他们就不需要考虑时间片轮转的问题了。
一句人尽皆知的终结：进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度/程序执行的最小单位
并行和并发
假设有多个线程（CPU需要执行的任务），CPU的一个核心挨个挨个处理叫批处理。通过时间片轮转的方式快速切换，就是并发（多线程处理），虽然CPU切换速度非常快宏观上看起来多个线程是并行运行的，但实际不是。批处理和并发的实际处理时间是一样的
而现代的多核系统下，假设系统中有两个核心有两个线程，那么此时操作系统可以把两个线程分配给两个CPU核心，那么此时，这两个线程就可以同时进行了，这就是并行
并行和并发的区别就是在于是否一个核心还是多个核心吗？
实际上更加复杂，上述内容有一个前提就是假设线程之间是独立的，现在假设系统中有两个核心有两个线程，这两个线程需要持有同一把锁，拿到锁的线程才能向前运行，所以此时即使有两个核心也无法做到并行。这也是为什么高性能程序要避免使用锁。
所以说并行和并发不是说单核就是并发，多核就是并行，还要看线程之间的依赖关系。只有在多核，且任务之间没有关系的情况下，才叫真正的并行。当然，多核系统下，如果线程数多余核心数，既有并行也有并发。假设两个核心1，2，4个任务a,b,c,d，ab分配给了核心1，cd分配给了核心2，此时ab就是并发，cd也是并发，a与c就可以并行，b与d也可以并行
网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。
多线程开发
top ps-ef 都可以查看进程
进程
进程有独立的地址空间
Linux为每个进程创建task struct
每个进程都参与内核调度，互不影响
线程
线程没有独立的内存空间，一个进程内所有线程公用一个
线程仅仅有自己的独立栈空间
使用线程的好处
大大提高了任务切换的效率避免了额外的TLB & cache的刷新
1、创建线程 pthread_create
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
参数
pthread_t *thread： 线程id指针，存放tid的
onst pthread_attr_t *attr： 线程属性
void *(*start_routine) (void *)： 线程回调函数（函数指针）
void *arg： 函数参数
#include<stdio.h>
#include<pthread.h>
#include <unistd.h>
int funct(int a){
printf("hello\n");
pause();
}
int main()
{
pthread_t tid;
int ret=pthread_create(&tid,NULL,funct,NULL);
if(ret<0){
printf("create thread error\n");
}
sleep(2);
pause(); //进程结束，线程也就结束了
return 0;
}
查看线程 ps -eLf | grep progressNAme
查看自己的tid pthread_t pthread_self(void)
2、线程的退出
- 主动退出
return 退出，
void pthread_exit(void* retval) //类似于exit（），直接可以NULL - 被动退出
pthread_cancel(tid); - 资源回收
int pthread_join(pthread_t thread,void **retval); 需要父进程回收，是一个阻塞函数，即会等待线程结束
int pthread_detach(pthread_t thread);
3、线程同步
锁
访问共享资源之前上锁，结束之后上锁。但频繁的加锁解锁是低效的，会完全打破多线程的并发运行；另外多个锁的嵌套使用很有可能导致锁现象
二、Linux多线程TCP服务器
socket函数
int socket(int domain, int type, int protocol); 创建一个通信端点，并返回一个指向该端点的文件描述符
domain : 选择用于通信的协议族。如AF_INET ： IPv4 Internet protocols
type: 套接字具有指定的类型，该类型指定了通信语义。 如 SOCK_STREAM 提供有序、可靠、双向、基于连接的字节流。 可支持带外数据传输机制
protocl： 指定与套接字一起使用的特定协议。 通常情况下，在给定的协议族中，只有一种协议支持特定的套接字类型，
在这种情况下，协议可以指定为 0。然而也可能存在多种协议，在这种情况下，必须在本手册中指定特定的协议
memset函数
void *memset(void *s, int c, size_t n); 初始化内存
The memset() function fills the first n bytes of the memory area pointed to by s with the constant byte c
bind函数
给socket帮 ip和端口号
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
当使用 socket() 创建套接字时，它存在于name space中，但没有分配地址。bind() 将 addr 指定的地址分配给文件描述符 sockfd 所指向的套接字。 addrlen 指定 addr 指向的地址结构体的大小。传统上，这一操作被称为 "为套接字分配name"。
On success, zero is returned. On error, -1 is returned
listen函数
socket变为监听模式
int listen(int sockfd, int backlog); listen for connections on a socket
listen() 会将 sockfd 所指向的套接字标记为可连接套接字，即使用 accept() 接受传入连接请求的套接字。
sockfd ：文件描述符，指向 SOCK_STREAM 或 SOCK_SEQPACKET 类型的套接字。
backlog ：定义了 sockfd 的待处理连接队列可能增长的最大长度。 如果连接请求在队列已满时到达，客户端可能会收到
带有 ECONNREFUSED 指示的错误信息，或者，如果底层协议支持重传，该请求可能会被忽略，以便以后重新尝试连接时获得成功。
accept函数
等待客户端连接，阻塞状态
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); accept a connection on a socket
accept() 用于基于连接的套接字类型（SOCK_STREAM、SOCK_SEQPACKET）。 它从监听套接字、sockfd 的待处理连接队列中
提取第一个连接请求，创建一个新的连接套接字，并返回一个指向该套接字的新文件描述符。 新创建的套接字不处于监听状态。 原始
套接字 sockfd 不受此调用影响。
参数
sockfd ：是用 socket() 创建的套接字，用 bind() 绑定到本地地址，并在 listen() 之后监听连接。
addr ：指向 sockaddr 结构的指针。 该结构由通信层已知的对等套接字地址填充。 addr 返回地址的具体格式由套接字的地址系列决定。 当 addr
为 NULL 时，将不填写任何内容；在这种情况下，addrlen 将不被使用，也应为 NULL。
addrlen ：一个值-结果参数：调用者必须初始化它，使其包含 addr 指向的结构体的大小（字节）；
返回：返回一个指向该套接字的新文件描述符。它将包含对等地址的实际大小。如果提供的缓冲区太小，返回的地址将被截断；在这种情况下，addrlen 返回的值将大于调用时提供的值。
recv函数
size_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); recv, recvfrom, recvmsg - receive a message from a socket
用于接收来自套接字的信息。 它们可用于接收无连接和面向连接套接字上的数据。
recv() 与 read() 的唯一区别在于是否有标志。 如果 flags 参数为零，recv() 通常等同于 read()
如果套接字上没有可用的消息，接收调用将等待消息的到来，除非套接字是非阻塞的，在这种情况下将返回值-1，并将外部变量 errno 设为 EAGAIN 或 EWOULDBLOCK。
接收调用通常会返回任何可用的数据，最多不超过请求的数量，而不是等待收到请求的全部数据。
参数：
int sockfd：已连接的套接字confd，
void *buf： 接收缓冲区
size_t len：希望接收数据的最大字节长度
int flags：
返回值： return the number of bytes received, or -1 if an error occurred. 连接套接字关闭时，返回0
实现单线程
#include <stdio.h> // 引入标准输入输出库
#include <stdlib.h> // 引入标准库，用于exit等函数
#include <string.h> // 引入字符串处理库，用于strcmp等函数
#include <unistd.h> // 引入POSIX操作系统API，用于close等函数
#include <sys/socket.h> // 引入套接字编程库
#include <netinet/in.h> // 引入IPv4和IPv6地址定义
#include <arpa/inet.h> // 引入地址转换函数，如inet_addr
#define MAXLINE 4096 // 定义接收缓冲区的大小
int main(int argc, char** argv)
{
int listenfd, connfd; // 分别用于监听和连接的套接字文件描述符
struct sockaddr_in serveraddr; // 存储服务器地址信息的结构体
char buff[MAXLINE]; // 接收消息的缓冲区
int n, ret; // 分别用于存储接收到的字节数和比较结果
// 创建TCP套接字
//netstat a 不仅显示套接字内容的命令，还显示尚未开始通信等状态的所有套接字
// n 显示ip地址和端口号
// o 显示使用该套接字的程序PID
if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0); // 创建失败则退出
}
// 初始化服务器地址信息
memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET; // 使用IPv4
serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.47.158.12"); // 设置服务器IP地址
serveraddr.sin_port = htons(6666); // 设置服务器端口号，htons用于主机字节序到网络字节序的转换
// 绑定套接字到服务器地址和端口
if (bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) == -1) {
printf("bind socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0); // 绑定失败则退出
}
// 监听连接请求
if (listen(listenfd, 10) < 0) {
printf("listen socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0); // 监听失败则退出
}
printf("=========waiting for client's request.....=====\n"); // 打印等待客户端请求的消息
// 无限循环，接受并处理客户端连接
while(1) {
//如果已建立连接，则不再调用accept，否则调用accept会生成新的connfd ，结果只会打印一次数据
if(connfd==0){
if ((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1) {
printf("accept socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
continue;
}
}
// 从连接套接字接收消息
n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0);
if (n <= 0) {
// 如果n <= 0，表示连接已关闭或发生错误
close(connfd);
continue;
}
buff[n] = '\0'; // 在接收到的字符串末尾添加空字符
// 比较接收到的消息是否为"exit\n"
ret = strcmp(buff, "exit\n");
if (ret == 0) {
// 如果是，则关闭监听套接字并退出循环
close(listenfd);
close(connfd); // 注意：虽然此时connfd可能不再需要，但关闭是个好习惯
break;
}
printf("recv msg from client: %s\n", buff); // 打印接收到的消息
// 关闭连接套接字（在实际应用中，可能会在此处处理更多数据或保持连接）
close(connfd);
}
// 退出循环后，关闭监听套接字（注意：在上面的"exit"情况下，这一步会被跳过）
close(listenfd);
return 0; // 程序正常退出
}
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#define MAXLINE 4096
int main(int argc, char** argv)
{
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in serveraddr;
char buff[MAXLINE];
int n, ret;
if ( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { // third param is 0,means select default protocol
printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET; //ipv4网络类型
serveraddr.sin_addr.s_addr = (inet_addr("192.168.72.128")); // INADDR_ANY: set addr 0.0.0.0, means all addr
serveraddr.sin_port = htons(1234); // 绑定端口号
if ( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) == -1) {
printf("bind socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
if (listen(listenfd, 10) < 0) {
printf("listen socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
printf("=========waiting for client's request.....=====\n");
// if ( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1) {
// printf("accept socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
//continue;
// }
while(1) {
// ccept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &addrlen); //clientaddr ip地址, &addrlen 端口号
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL);
if(connfd<0){
printf("accept socket error:%s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
return -1;
}
if(connfd>0){
while(1){
n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0); //断开连接后则不再阻塞
if(n==0){
printf("connect %d close\n",connfd);
printf("=========waiting for client's request.....=====\n");
close(connfd);
break;
}
buff[n] = '\0';
printf("recv msg from client: %s\n", buff);
ret = strcmp(buff, "exit\n"); //相等返回0,客户端发送exit\n则断开连接
if (ret == 0){
close(connfd);
break;
}
}
}
}
close(listenfd);
return 0;
}
实现多线程
TCP服务器：该代码实现了一个基本的TCP服务器，能够监听指定端口上的连接请求，并接受来自客户端的数据。
多线程处理：服务器使用多线程来同时处理多个客户端连接。每个新连接都会触发一个新线程的创建，该线程负责与该客户端的通信。主线程（main函数中的循环）继续监听新的连接请求，并为每个新请求创建新的线程。这个过程会一直持续下去，直到程序被外部方式（如用户中断）终止。
数据接收与响应：服务器能够接收来自客户端的数据，并打印到标准输出。如果接收到特定的字符串（exit\n），则关闭与该客户端的连接。
错误处理：代码中包含了对套接字操作（如创建、绑定、监听、接受连接）的错误处理，如果操作失败，则会打印错误信息并退出程序（或继续监听其他连接）
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#define MAXLINE 4096
void* handle_client(void* arg) {
int connfd = *(int*)arg;
free(arg); // 释放传递的指针
char buff[MAXLINE];
int n;
while (1) {
n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0);
if (n == 0) {
printf("Client %d disconnected\n", connfd);
close(connfd);
break;
}
buff[n] = '\0';
printf("Received from client: %s\n", buff);
if (strcmp(buff, "exit\n") == 0) {
close(connfd);
break;
}
// 在这里可以添加对客户端消息的处理逻辑
}
return NULL;
}
int main(int argc, char** argv)
{
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in serveraddr;
pthread_t tid;
int *new_sock;
char buff[MAXLINE];
int n, ret;
if ( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { // third param is 0,means select default protocol
printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
memset(&serveraddr, 0, sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family = AF_INET; //ipv4网络类型
serveraddr.sin_addr.s_addr = (inet_addr("192.168.72.128")); // INADDR_ANY: set addr 0.0.0.0, means all addr
serveraddr.sin_port = htons(1234); // 绑定端口号
if ( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) == -1) {
printf("bind socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
if (listen(listenfd, 10) < 0) {
printf("listen socket error: %s(errno:%d)\n", strerror(errno), errno);
exit(0);
}
printf("=========Waiting for client's request.....=====\n");
while (1) {
connfd = accept(listenfd, NULL, NULL);
if (connfd < 0) {
printf("Accept error: %s (errno: %d)\n", strerror(errno), errno);
continue;
}
// 为新连接创建新线程
new_sock = malloc(sizeof(int));
*new_sock = connfd;
if (pthread_create(&tid, NULL, handle_client, (void*)new_sock) != 0) {
perror("Failed to create thread");
close(connfd);
free(new_sock);
continue;
}
// 可以在这里继续处理其他连接，或者什么都不做（由主线程循环负责）
}
close(listenfd);
return 0;
}
mysql部分
mysql_real_connect
MYSQL *mysql_real_connect(MYSQL *mysql, const char *host, const char *user,
const char *passwd, const char *db, unsigned int port,
const char *unix_socket, unsigned long clientflag);
mysql: 指向 MYSQL 结构的指针，这个结构由mysql_init函数初始化。这个结构包含了连接所需的所有信息。host: MySQL 服务器的地址，可以是 IP 地址或者域名。如果 host 是 NULL 或 “localhost”，客户端将尝试通过 UNIX socket 连接。user: 连接 MySQL 服务器所使用的用户名。passwd: 用户的密码。如果密码是 NULL，客户端将尝试使用空密码进行连接。db: 尝试连接后立即使用的默认数据库名。如果不需要默认数据库，可以将其设置为 NULL。port: MySQL 服务器的端口号。如果设置为 0，客户端将使用默认的 MySQL 端口（通常是 3306）。unix_socket: UNIX socket 文件的路径（如果服务器运行在 UNIX 上）。如果 host 参数是 NULL 或 “localhost”，并且 unix_socket 不是 - NULL，客户端将尝试通过 UNIX socket 而不是 TCP/IP 连接到服务器。clientflag: 一个位掩码，用于修改客户端的默认行为。这些标志可以组合使用，以提供对连接行为的更细粒度控制。例如MYSQL_CLIENT_COMPRESS 可以用来请求使用压缩协议。返回值： 成功，mysql_real_connect 返回一个指向 MYSQL 结构的指针，该结构与传递给函数的指针相同；失败，返回 NULL。你可以通过调用 mysql_error 函数来获取关于连接失败的错误消息。
在使用完 MYSQL 结构后，应使用 mysql_close 函数来关闭连接并释放相关资源。
mysql_real_connect 是线程安全的，但 MYSQL 结构本身不是线程安全的。如果你在多线程环境中工作，每个线程都应该有自己的 MYSQL 结构实例。
mysql_error (指定要使用的 MySQL 连接标识符)
返回值
成功时，如果上一个操作没有错误，则返回空字符串（“”）。
失败时，返回描述上一个 MySQL 操作的错误的字符串。
#include <mysql.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
MYSQL *conn; //MYSQL 是一个结构体类型，它包含了与 MySQL 数据库服务器建立连接所需的所有信息
MYSQL_RES *res; //指向MYSQL_RES的指针，存储结果
MYSQL_ROW row; //一个字符指针数组（char **）的别名,它用于表示结果集中的一行数据
// 初始化 MySQL 连接
conn = mysql_init(NULL);
// 连接到 MySQL 数据库
if (!mysql_real_connect(conn, "localhost", "your_username", "your_password", "testdb", 0, NULL, 0)) {
//fprintf 函数是 C 语言标准库中的一个非常有用的函数，它用于向文件或标准输
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn)); 出（如屏幕）写入格式化的数据。
exit(1);
}
// 插入数据
if (mysql_query(conn, "INSERT INTO users (name) VALUES ('John Doe')")) {
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
mysql_close(conn);
exit(1);
}
// 查询数据
if (mysql_query(conn, "SELECT * FROM users")) {
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
mysql_close(conn);
exit(1);
}
res = mysql_use_result(conn);
while ((row = mysql_fetch_row(res)) != NULL) {
printf("%s\n", row[1]); // 假设 name 是第二列（索引从 0 开始）
}
mysql_free_result(res);
// 更新数据
if (mysql_query(conn, "UPDATE users SET name = 'Jane Doe' WHERE id = LAST_INSERT_ID()")) {
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
mysql_close(conn);
exit(1);
}
// 再次查询以验证更新
if (mysql_query(conn, "SELECT * FROM users")) {
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
mysql_close(conn);
exit(1);
}
res = mysql_use_result(conn);
while ((row = mysql_fetch_row(res)) != NULL) {
printf("%s\n", row[1]);
}
mysql_free_result(res);
// 删除数据
if (mysql_query(conn, "DELETE FROM users WHERE id = LAST_INSERT_ID()")) {
fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
mysql_close(conn);
exit(1);
}
// 关闭数据库连接
mysql_close(conn);
return 0;
}
