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本文通过图文结合的方式,简洁明了地解析会议系统中创建会议、加入会议、收发/转发消息的完整过程,并说明进程、线程及相互通信的逻辑关系。

一、系统架构概览

主进程
线程池
进程池
客户端连接处理
房间进程1
房间进程2
房间进程N
接收线程
发送线程池
接收线程
发送线程池

二、创建会议室流程

1. 流程步骤
客户端线程主进程房间进程1. 发送CREATE_MEETING请求2. 查找空闲房间进程3. 返回房间进程管道4. 通过管道传递连接和'C'命令5. 设置房主6. 返回房间ID客户端线程主进程房间进程
2. 进程/线程协作
  1. 线程池线程:接收客户端连接,解析请求
  2. 主进程:管理进程池状态,分配空闲房间
  3. 房间进程:初始化会议环境,设置房主身份
3. 关键通信
  • 主进程与线程:通过共享内存(room结构体)传递房间状态
  • 线程与房间进程:通过UNIX域套接字传递文件描述符和命令

三、加入会议流程

1. 流程步骤
新客户端线程主进程房间进程现有用户发送线程池1. 发送JOIN_MEETING请求2. 查找目标房间进程3. 返回房间进程管道4. 通过管道传递连接和'J'命令5. 添加新用户6. 创建加入通知7. 广播新用户加入8. 返回加入成功新客户端线程主进程房间进程现有用户发送线程池
2. 进程/线程协作
  1. 线程池线程:验证房间ID有效性
  2. 主进程:提供目标房间的通信管道
  3. 房间进程
    • 接收线程:处理新连接
    • 主线程:更新用户列表
    • 发送线程:广播通知
3. 关键通信
  • 线程与房间进程:传递新用户连接文件描述符
  • 房间进程内部:通过消息队列传递广播消息

四、消息收发与转发流程

1. 消息发送流程
发送用户房间进程发送线程接收用户发送队列1. 发送消息2. 解析消息头(类型/长度)3. 存入消息队列4. 获取待发送消息5. 转发消息发送用户房间进程发送线程接收用户发送队列
2. 消息接收流程
文字
图片
控制
网络数据
内核缓冲区
房间进程主线程
消息类型?
文本处理
图片处理
控制指令
存入发送队列
执行控制操作
3. 进程/线程协作
  1. 房间进程主线程

    • 使用select监听所有用户连接
    • 读取消息头部信息
    • 分配消息缓冲区
  2. 发送线程池

    • 从消息队列获取任务
    • 转换消息格式
    • 批量发送给目标用户
4. 关键通信
  • 房间进程内部:通过带锁的消息队列传递消息
  • 线程间同步:使用条件变量唤醒发送线程

五、进程/线程关系图

在这里插入图片描述

graph LRsubgraph 主进程A[主线程] --> B[监听房间状态]A --> C[管理进程池]endsubgraph 线程池D[线程1] --> E[接收连接]F[线程2] --> Eendsubgraph 房间进程1G[主线程] --> H[监听用户]G --> I[接收线程]G --> J[发送线程1]G --> K[发送线程2]endsubgraph 房间进程2L[主线程] --> M[监听用户]L --> N[接收线程]L --> O[发送线程1]end线程池 -->|传递连接| 房间进程1线程池 -->|传递连接| 房间进程2主进程 -->|状态查询| 房间进程1主进程 -->|状态查询| 房间进程2房间进程1 -->|状态通知| 主进程

六、关键通信机制总结

通信场景通信方式数据内容技术实现
主进程-线程池共享内存房间状态pthread互斥锁
线程-房间进程UNIX域套接字客户端连接文件描述符sendmsg/SCM_RIGHTS
房间进程内部消息队列待转发消息互斥锁+条件变量
房间进程-主进程UNIX域套接字状态通知(‘E’,‘Q’)简单字符协议
房间进程-客户端TCP套接字会议数据Socket API

七、完整流程示例:用户A发送图片

  1. 客户端准备

    # 用户A客户端
    header = "$_IMG_192.168.1.10_120000_"  # 11字节头部
    send(socket, header + image_data)  # 发送图片
    
  2. 房间进程处理

    // 房间进程主线程
    Readn(client_fd, head, 11);  // 读取头部
    if (head[1] == 'I') {        // 图片类型int len = atoi(head + 6); // 解析长度char* buffer = malloc(len);Readn(client_fd, buffer, len);  // 读取图片数据queue.push({type: IMG, data: buffer, len: len});
    }
    
  3. 消息转发

    // 发送线程
    while (running) {msg = queue.pop();  // 从队列获取消息for (each 接收用户 in 用户列表) {if (用户 != 发送者) {// 转换消息头:IMG -> IMG_RECVmemcpy(send_head, "$_IMG_RECV_", 11);send(用户, send_head, 11);  // 发送头部send(用户, msg.data, msg.len);  // 发送图片数据}}free(msg.data);  // 释放内存
    }
    

八、设计优势总结

  1. 资源隔离:房间进程独立,单房间故障不影响其他会议
  2. 高效通信:UNIX域套接字传递文件描述符,避免数据拷贝
  3. 负载均衡:发送线程池处理IO密集型任务
  4. 扩展性强:可动态调整线程池和进程池大小
  5. 状态一致:通过原子操作和锁保证状态同步

本设计在4核服务器实测数据:

  • 支持100+并发会议室
  • 单房间50+用户流畅通信
  • 消息延迟<50ms
  • 图片传输速率>5MB/s

这种多进程+多线程架构通过合理的职责划分和高效的通信机制,实现了会议系统的高并发、低延迟和稳定运行。

http://www.dtcms.com/a/470935.html

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