C ++ / Linux：如何编写使用套接字的线程安全库？

Question

我想在Linux下用C ++写一个库，它将帮助应用程序使用某种协议（实际上是FastCGI）。 该库将侦听套接字（TCP或Unix），接收请求，将请求转发给用户代码，并发送由所述用户代码生成的响应。

套接字上将有许多连接，并且每个连接将承载许多请求（可能同时进行-有一个交错机制）。 用户代码（使用该库）很可能是多线程的，以便并行处理多个请求。

我希望我的库健壮，并尽可能少地对用户代码（包括使用的多线程类型）进行假设/要求。 据我了解，Linux中的clone()函数可以用多种不同的方式派生一个进程-有无共享内存，共享文件句柄等。如何实现多线程的决定应留给用户。

这使我感到困惑，因为库代码可以突然发现自己为fork()编辑，并且代码的多个副本可以突然从同一套接字读取并处理同一请求。 更糟糕的是-父进程可能会终止，仅留下子进程，这又会产生更多的子进程，甚至可能在不同的进程名称空间中-情况一团糟。

有哪些Linux设施可以帮助协调需要访问同一外部资源（套接字）的同一代码的所有副本？ 实现此类线程安全库的标准方法是什么？ 我是否必须自己选择一个线程模型并将其强加给我的库的使用者？

Answer 1

不要直接使用clone （储备clone到线程库一样的实现者 pthread ）。 不要使用太多的fork -s（可能没有）。 使用pthread -s。

您可以看一下libonion库的设计。 它很小，实现HTTP服务器协议，因此与您的目标非常相似。

^{libonion为用户提供了各种创建或不创建请求线程的模式。}

您可以使用与libonion类似的选项-s为每个FastCGI请求创建或不创建新线程。

您可能想要使用一些事件循环库，例如libevent或libev （围绕poll（2） -ing循环）。

在开始编码之前，请阅读好书，特别是Advanced Linux Programming和有关Pthread -s的一些教程 。

另外，研究一些与您的目标相似的免费软件的源代码。

Answer 2

冒着切线危险的风险，我建议在每个处理器的单个线程上实现fastcgi。

原因：

1. 更强大。
2. 避免了与多线程相关的上下文切换开销，并保护您免受并发死锁之类的问题的困扰。
3. 避免了流程fork（）的成本（尽管相当轻巧），并保护您免受潜在的儿童僵尸进程的困扰。

这将使您选择使用以下方式实现fastcgi接口：

1. 非阻塞同步I / O （ Reactor设计模式）：阻塞直到出现读或写请求，再将请求传递给适当的处理程序，然后阻塞直到下一个请求进入。
2. 异步I / O （ Proactor设计模式）：将读写请求传递到O / S支持I / O完成事件的操作系统。 在Windows上是IO完成端口 ，在Linux上是epoll（）之类的东西。