C:: 線程不一致地打開發送套接字

Question

我正在構建一個 C 程序，我正在與gethostbyname()的一個奇怪且不一致的線程和套接字錯誤搏斗，這是我以前從未見過的。

首先是一些環境方面的東西：我正在開發一個 Ubuntu 盒子，我的代碼是用 GCC 編譯的：

root@ubuntu:/home/me/socketProject# gcc -v
...
gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4)
root@ubuntu:/home/me/socketProject#

這里的目標：我已經開發了另一個 C 程序，我希望它有一天會成為網絡服務。 服務器工作正常，但我需要對其進行壓力測試。 所以我建立了一個客戶端程序來用模擬的網絡請求轟炸它。 一旦服務器啟動並監聽 TCP 12345，客戶端程序只需要執行以下操作：

• N 次，啟動一個分離的工作線程
  • 每個線程應該打開一個發送套接字，然后通過 TCP 12345 向 127.0.0.1 發送一些數據
  • 發送后，線程應立即終止

這應該是兒戲。 我想使用大量的 N 來查看當我的服務器被重擊時會發生什么。

讓我帶你看一下我的代碼，然后描述問題。 程序比較簡單。 有一些結構，然后是main() 。 基本上， main()循環 N = numThreads ，每次都創建一個分離的工作線程。 每個線程都有一個填充的package結構，其信息將在以后使用：

typedef struct{
   int sock;
   struct sockaddr address;
   int addr_len;
} connection_t;

typedef struct{
   char* IP;
   int port, myNum;
} package;


void process(void* pack);                  // code for the thread, see below...


int main( int argc, char ** argv ){
   pthread_t  thread;
   int        numThreads = 10;             // or 100 or 1000 or whatever
   char       svrIP[20] = "127.0.0.1";
   int        portNumber = 12345;

   int i=0;
   for( ; i<numThreads; i++){

      package* pack   = (package*) malloc( sizeof(package) );
      pack->IP        = (char*) malloc( sizeof(char) * 20 );
      strcpy( pack->IP, svrIP );
      pack->port      = portNumber;
      pack->myNum     = i;

      pthread_create(&thread, NULL, process, (void*) pack);
      pthread_detach(thread);

      free( pack->IP );
      free( pack );
   }

   sleep(1);

   printf("END OF PROGRAM\n");
   return 0;
}

無論我為numThreads設置了什么，上面的一切都很好。 現在是線程的代碼。 出生時，線程嘗試打開一個套接字，然后發送一個文本字符串。 然后線程終止。 請注意gethostbyname()周圍的所有fprintf()代碼——我稍后會提到它：

void process(void* pack){
   int                  len, sock = -1;
   struct sockaddr_in   address;
   struct hostent *     host;

   char* msg = "Some text string here for the server...";

   printf("THREAD %d STARTED:  %s  --  %d\n", ((package*)pack)->myNum, ((package*)pack)->IP, ((package*)pack)->port );

   // create the socket
   sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
   if (sock <= 0){
      fprintf( stderr, "Thread %d: error: cannot create socket\n", ((package*)pack)->myNum );
      pthread_exit(0);
   }

   // connect to server
   address.sin_family = AF_INET;
   address.sin_port = htons( ((package*)pack)->port );
   host = gethostbyname( ((package*)pack)->IP );
   if (!host){
      fprintf( stderr, "Thread %d: error: unknown host %s  --  Error is:  (%d) \”%s\”\n",
            ((package*)pack)->myNum,
            ((package*)pack)->IP,
            errno, strerror(errno));
      pthread_exit(0);
   }

   memcpy(&address.sin_addr, host->h_addr_list[0], host->h_length);
   if (connect(sock, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))){
      fprintf( stderr, "Thread %d: error: cannot connect to host %s\n", ((package*)pack)->myNum, ((package*)pack)->IP );
      pthread_exit(0);
   }

   printf("Thread %d: Sending message \”%s\”\n", ((package*)pack)->myNum, msg);

   len = strlen(msg);
   write(sock, &len, sizeof(int));
   write(sock, msg, len);

   printf("Thread %d: message sent, exiting...\n", ((package*)pack)->myNum );

   close(sock);

   pthread_exit(0);
}

好的，這就是代碼。 那么問題來了：

不管我為numThreads設置了什么值，一些工作線程成功地打開了一個套接字，而另一些則沒有。 失敗的人在調用gethostbyname()時失敗了。 查看以下內容； 我已將numThreads設置為 10，這意味着我應該看到 Threads 0 到 9 啟動：

me@ubuntu:/home/me/socketProject# ./runTest
THREAD 2 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
THREAD 5 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
THREAD 3 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
THREAD 3 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
THREAD 4 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
THREAD 7 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
Thread 7: Sending message "Some text string here for the server..."
Thread 7: message sent, exiting...
THREAD 7 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
Thread 7: Sending message "Some text string here for the server..."
Thread 7: message sent, exiting...
THREAD 8 STARTED:  127.0.0.1  --  24601
Thread 8: Sending message "Some text string here for the server..."
Thread 8: message sent, exiting...
THREAD 9 STARTED:    --  24601
THREAD 9 STARTED:    --  24601
Thread 9: Sending message "Some text string here for the server..."
Thread 9: message sent, exiting...
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
Thread 9: error: unknown host   --  Error is:  (0) "Success"
END OF PROGRAM
me@ubuntu:/home/me/socketProject#

服務器收到四條測試消息，正如上面的 output 所暗示的那樣。

嗚嗚嗚……這里發生了很多奇怪的事情。 那些“ THREAD X STARTED ”消息肯定有一些錯誤，因為看起來線程 0、1 和 6 從未啟動，而線程 3、7 和 9 不知何故啟動了兩次。 但是numThreads == 10 和 10 個線程啟動了，所以我暫時忽略這個問題。

更令人擔憂的是，六個線程在調用gethostbyname()時失敗了。 我承認：對於這段代碼，我從教科書中復制了一個示例，但我不記得我從哪里得到它。 但我想知道if(!host)語句是否有意義。 當我在非線程版本中對此進行 beta 測試時沒有問題，但現在……

更奇怪的是 Errno 代碼是“成功”。 如果成功...為什么通話失敗？ 我覺得我錯過了一些非常非常明顯的東西。

我也很困擾這個問題是不一致的。 有時當我測試這個時，7/10 線程成功發送。 有時是 1/10。 我的平均成功率約為 3/10。 如果我對 C 有所了解，那么不一致的問題通常表明變量已成功創建但未初始化。 這里可能需要初始化什么？ host結構？ 我不確定。

我已經在谷歌上搜索了大約三個小時，但沒有找到任何有用的東西。 任何建議或意見將不勝感激。

Answer 1

問題在這里：

  pthread_create(&thread, NULL, process, (void*) pack);
  pthread_detach(thread);

  free( pack->IP );
  free( pack );

...您為新線程（ pack ）創建了一個特定的資源，然后在線程完成工作之前立即將其刪除！ 這些對 free 的調用應該在process結束時執行