實現多線程UDP服務器的問題（線程池？）

Question

我正在寫一個音頻流（客戶端 - 服務器）作為我的項目（C / C ++），我決定為這個項目制作一個多線程UDP服務器。

這背后的邏輯是每個客戶端將在他自己的線程中處理。 我遇到的問題是線程相互干擾。

我的服務器做的第一件事就是創建一種線程池; 它創建了5個線程，所有線程都被recvfrom()函數自動阻塞，雖然看起來，在我將多個線程連接到服務器的大多數時候，多個線程正在響應，之后導致服務器變為完全阻止而不是進一步操作。

調試這個也很困難所以我寫這里是為了獲得一些關於多線程UDP服務器通常實現的建議。

我應該在代碼的一部分中使用互斥鎖或信號量嗎？ 如果是的話，在哪里？

任何想法都會非常有幫助。

Answer 1

退后一步：你說

每個客戶端都將在他自己的線程中處理

但UDP不是面向連接的。 如果所有客戶端使用相同的多播地址，則沒有自然的方法來決定哪個線程應該處理給定的數據包。

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如果你堅持認為每個客戶端都有自己的線程（我通常會反對，但這里可能有意義），你需要一些方法來確定每個客戶端來自哪個客戶端。

這意味着

• 使用TCP（因為你似乎正在嘗試面向連接的行為）

• 讀取每個數據包，找出它所屬的邏輯客戶端連接，並將其發送到正確的線程。 請注意，由於路由信息是全局/共享狀態，因此這兩者是等效的：

  1. 保持源IP - >線程映射，受互斥鎖保護，讀取和訪問所有線程
  2. 在單個線程中執行所有讀取，使用本地源IP - >線程映射

  第一個似乎是你正在尋找的東西，但它的設計很糟糕。 當一個數據包進入時，你將喚醒一個線程，然后它鎖定互斥鎖並進行查找，並可能喚醒另一個線程。 您要處理此連接的線程也可能被阻止讀取，因此您需要一些機制來喚醒它。

  第二個至少給出了一個關注點（讀/分配與處理）。

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明智地，您的設計應該依賴於

• 客戶數量
• I / O負載
• 非I / O處理量（或IO：CPU比率，或......）

Answer 2

我的服務器做的第一件事就是創建一種線程池; 它創建了5個線程，所有線程都被recvfrom（）函數自動阻塞，雖然看起來，在我將多個線程連接到服務器的大多數時候，多個線程正在響應，之后導致服務器變為完全阻止而不是進一步操作

您應該使用信號量保護連接，並讓工作線程等待信號量，而不是讓所有線程都位於同一套接字連接上的recvfrom（）上。 當一個線程獲取信號量時，它可以調用recvfrom（），當它返回一個數據包時，線程可以釋放信號量（對於另一個要獲取的線程）並處理數據包本身。 當它完成對數據包的服務時，它可以返回等待信號量。 這樣您就可以避免在線程之間傳輸數據。

Answer 3

您的recvfrom應該在主線程中，當它獲取數據時，您應該將地址IP：UDP客戶端的端口和數據傳遞給幫助程序線程。

傳遞IP：端口和數據可以通過每次主線程接收UDP數據包時生成新線程來完成，或者可以通過消息隊列傳遞給輔助線程

Answer 4

我認為你的主要問題是非持久性udp連接。 Udp沒有保持你的連接存活，它每個會話只交換兩個數據報。 根據您的應用程序，在最壞的情況下，它將從第一個可用信息中讀取並發線程，即recvfrom（）將取消阻止，即使輪到它也不會。

我認為可行的方法是在主線程中使用select，並使用並發緩沖區來管理線程將執行的操作。 在此解決方案中，每個客戶端可以有一個線程，或者每個文件有一個線程，假設您保留客戶端必要的信息以確保您發送正確的文件部分。

TCP是另一種方法，因為它為您運行的每個線程保持連接活動，但不是數據丟失允許的應用程序的最佳傳輸方式。