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++编写一个库，帮助应用程序使用特定的协议(实际上是FastCGI)。库将侦听套接字( TCP或Unix)，接收请求，将其转发给用户代码，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，每个连接将承载许多请求(可能同时--有一个交错机制)。用户代码(使用库)很可能是多线程的，以便并行处理多个请求。

我希望我的库是健壮的，并且对用户代码提出尽可能少的假设/要求，包括所使用的多线程类型。据我所知，Linux中的clone()函数可以以几十种不同的方式发送进程--有或没有共享内存、共享文件句柄等等。如何实现多线程应该由用户来决定。

这让我感到困惑，因为库代码可能突然发现自己是fork()'ed的，而代码的多个副本可能突然从同一个套接字读取并处理相同的请求。更糟糕的是--父进程可能终止，只留下子进程，从而产生更多子进程，甚至可能在不同的进程名称空间中产生更多子进程--这是一团糟。

哪些Linux工具可以帮助协调需要访问同一个外部资源(套接字)的同一代码的所有副本？实现这种线程安全库的标准方法是什么？我必须自己选择一个线程模型并将其强加给图书馆的消费者吗？

Answer 1

我建议在每个处理器的单线程上实现，这样做的风险似乎是正切的。

原因：

1. 更强壮。
2. 避免与多线程相关的上下文切换开销，并保护您免受并发死锁等问题的影响。
3. 避免Process叉()成本(虽然很轻，但所有这些都会增加)，并防止您处理潜在的子僵尸进程以及其他令人头疼的问题。

这将使您可以选择使用以下方法实现快速you接口：

1. 非阻塞同步I/O (反应堆设计模式)：阻塞直到读取或写入请求进来，将请求传递给适当的处理程序，然后阻塞直到下一个请求传入。
2. 异步I/O (前置器设计模式)：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，这将是IO完成端口，而在Linux上，类似于epoll()。