面试题：C语言在Linux Socket并发编程中如何使用多线程

使用多线程实现并发处理客户端连接的基本步骤

创建Socket：使用socket()函数创建一个套接字，指定协议族（如AF_INET表示IPv4）、套接字类型（如SOCK_STREAM表示TCP）和协议（通常为0）。
绑定地址：使用bind()函数将套接字绑定到指定的IP地址和端口号。
监听连接：使用listen()函数将套接字设置为监听模式，指定最大连接数。
接受连接：在主线程中使用accept()函数接受客户端的连接请求，每当有新连接时，创建一个新线程来处理该客户端。
创建线程：使用pthread_create()函数创建新线程，将客户端套接字作为参数传递给线程处理函数。
线程处理：在线程处理函数中，进行与客户端的通信，如读取和写入数据。
关闭连接：通信结束后，使用close()函数关闭客户端套接字和线程。

关键代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define PORT 8080
#define MAX_CLIENTS 100
#define BUFFER_SIZE 1024

void *handle_client(void *arg) {
    int client_socket = *((int *)arg);
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    int valread = read(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE);
    printf("Message from client: %s\n", buffer);
    char *hello = "Hello from server";
    send(client_socket, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");
    close(client_socket);
    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    int server_fd, new_socket, valread;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    pthread_t tid[MAX_CLIENTS];

    // 创建Socket
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置Socket选项
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定地址
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, MAX_CLIENTS) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while (1) {
        // 接受连接
        if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t *)&addrlen)) < 0) {
            perror("accept");
            continue;
        }

        // 创建线程处理客户端
        for (int i = 0; i < MAX_CLIENTS; i++) {
            if (tid[i] == 0) {
                pthread_create(&tid[i], NULL, handle_client, (void *)&new_socket);
                break;
            }
        }
    }

    close(server_fd);
    return 0;
}

处理线程间的资源共享和同步问题

资源共享：
- 线程间共享的资源包括全局变量、打开的文件描述符等。在上述代码中，如果有多个线程需要访问相同的全局数据结构（如客户端连接池），就需要注意资源共享问题。
同步问题：
- 互斥锁（Mutex）：可以使用pthread_mutex_t类型的互斥锁来保护共享资源。例如，在访问共享的客户端连接池时，在访问前使用pthread_mutex_lock()锁定互斥锁，访问结束后使用pthread_mutex_unlock()解锁。
```
pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
// 在访问共享资源前
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 访问共享资源代码
pthread_mutex_unlock(&mutex);
```
- 条件变量（Condition Variable）：当线程需要等待某个条件满足时，可以使用条件变量。例如，当一个线程需要等待另一个线程完成某个任务后再继续执行，可以使用条件变量。首先创建一个条件变量pthread_cond_t，然后使用pthread_cond_wait()等待条件，使用pthread_cond_signal()或pthread_cond_broadcast()通知等待的线程。
```
pthread_cond_t cond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
// 等待条件
pthread_cond_wait(&cond, &mutex);
// 通知条件
pthread_cond_signal(&cond);
```

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面试题：C语言在Linux Socket并发编程中如何使用多线程

知识考点

面试题答案

使用多线程实现并发处理客户端连接的基本步骤

关键代码片段

处理线程间的资源共享和同步问题