4. TCP并发服务器

任务目标

实现一个基于多线程的TCP并发回显服务器：服务器可同时接受多个客户端连接，每个连接由独立线程处理，将客户端发送的数据原样返回。通过该案例掌握pthread多线程与Socket编程的结合方式。

实现要点

• 主线程循环调用accept()接受新连接，每接受一个连接即创建新线程处理该连接上的收发。
• 线程处理函数中完成回显逻辑：循环读取客户端数据，再原样写回。
• 客户端断开时退出线程，并关闭该连接对应的socket描述符。
• 为避免线程间共享数据冲突，每个线程仅操作自己从参数中获得的连接描述符，不涉及全局可变状态。

完整代码（server.c）

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

#define PORT 8888
#define BUFFER_SIZE 1024

void *echo_handler(void *arg) {
    int client_fd = *(int *)arg;
    free(arg);
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    ssize_t n;

    while ((n = read(client_fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0) {
        write(client_fd, buffer, n);
    }

    close(client_fd);
    return NULL;
}

int main() {
    int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    int opt = 1;
    setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    addr.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0) {
        perror("bind");
        close(server_fd);
        exit(1);
    }

    if (listen(server_fd, 10) < 0) {
        perror("listen");
        close(server_fd);
        exit(1);
    }

    printf("Server listening on port %d\n", PORT);

    while (1) {
        struct sockaddr_in client_addr;
        socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
        int *client_fd = malloc(sizeof(int));
        *client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
        if (*client_fd < 0) {
            perror("accept");
            free(client_fd);
            continue;
        }

        pthread_t tid;
        if (pthread_create(&tid, NULL, echo_handler, client_fd) != 0) {
            perror("pthread_create");
            close(*client_fd);
            free(client_fd);
        }
        pthread_detach(tid);
    }

    close(server_fd);
    return 0;
}

编译与运行

# 编译（需链接pthread库）
gcc -o server server.c -lpthread

# 运行服务器
./server

验证方法

在另一终端使用nc或telnet作为客户端测试：

# 终端1
nc 127.0.0.1 8888

# 终端2
nc 127.0.0.1 8888

在两个终端中分别输入任意文本（如hello），观察是否各自收到原样回显。再开启第三个客户端同时连接，确认所有客户端均可独立收发、互不阻塞。关闭某个客户端后，其余客户端连接不受影响，服务器继续运行。

通过条件：多个客户端同时连接时，每个客户端发送的数据都能立即收到相同内容的回显；任一客户端断开不影响其他客户端通信。

关键说明

• 每个连接使用malloc分配独立内存传递描述符，避免多个线程读取同一栈变量。
• 使用pthread_detach使线程结束后自动回收资源，无需主线程join。
• 本案例未处理线程退出时的资源统计与异常恢复，聚焦于多线程并发连接的基本模型。