# Applied IPC with Semaphore ในตัวอย่างข้างล่างนี้จะเพิ่มเทคนิคของ semaphore เข้าไปในตัวอย่าง [Multi-Remote Commanders ](/computer-operation-systems/linux-os-dev.-engineer/applied-ipc/multi-remote-commanders.md)โดยก่อนที่ thread จะเริ่มประมวลผลคำขอของ client ที่เชื่อมต่อผ่าน socket เข้ามา มันจะพยายามลดค่าของ semaphore โดยใช้ `sem_wait()` หากค่าของ semaphore เป็นศูนย์ (สล็อตทั้งหมดสำหรับการประมวลผลพร้อมกันถูกจองแล้ว) thread นั้นก็จะถูกบล็อก และรอจนกว่า thread อื่นจะประมวลผลเสร็จสิ้นและเรียก `sem_post()` (ซึ่งจะเพิ่มค่าของ semaphore) วิธีนี้ semaphore จะจำกัดจำนวน thread ที่ทำงานพร้อมกันบนส่วนของโค้ดที่ใช้ทรัพยากรมาก ทำให้เซิร์ฟเวอร์ไม่ต้องเผชิญกับคำขอมากเกินไปในเวลาเดียวกัน วิธีการนี้เป็นหนึ่งในรูปแบบของการจำกัดอัตรา ในบริบทของ client-server semaphores โดยทั่วไปจะถูกใช้ในฝั่งเซิร์ฟเวอร์ เนื่องจากเกิดการแข่งขันทรัพยากรเพเพราะมีการเข้าถึงพร้อมกันของ clients หลายตัว ดังนั้นรูปแบบการควบคุมนี้เป็นสิ่งที่พื้นฐานในสถานการณ์ที่คำขอของลูกค้าอาจต้องการทรัพยากรมาก และเซิร์ฟเวอร์มีความเสี่ยงที่จะขาดทรัพยากรหากมีการประมวลผลคำขอมากเกินไปในเวลาเดียวกัน ```c // new_server_with_semaphore.c #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define PORT 8080 #define BUFFER_SIZE 1024 #define MAX_CONCURRENT_CLIENTS 3 // Max number of clients to handle concurrently sem_t sem; // Struct for arguments to pass to the thread handler typedef struct { int socket; } client_thread_args; // Function to execute the command and retrieve the output void execute_command(char* command, char* result, size_t result_size) { // Clear the result buffer memset(result, 0, result_size); FILE* pipe = popen(command, "r"); if (!pipe) { snprintf(result, result_size, "Error: failed to open pipe.\n"); return; } // Read command result into the buffer char buffer[128]; while (!feof(pipe)) { if (fgets(buffer, sizeof(buffer), pipe) != NULL) { strncat(result, buffer, result_size - strlen(result) - 1); } } pclose(pipe); } // Thread function to handle communication with a client void *client_handler(void *arg) { client_thread_args *args = (client_thread_args *)arg; int client_socket = args->socket; free(arg); // Free memory for arguments char buffer[BUFFER_SIZE] = {0}; char result[BUFFER_SIZE] = {0}; // Wait for the semaphore to become available sem_wait(&sem); // Communication loop with the connected client while (1) { memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE); // Clear the buffer int read_size = read(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE); if (read_size > 0) { printf("Received command: %s\n", buffer); // Special case: close connection if client sends "exit" if (strcmp(buffer, "exit") == 0) { printf("Closing connection...\n"); close(client_socket); break; // Break out of the loop to end this thread } // Execute the command received from the client execute_command(buffer, result, BUFFER_SIZE); // Send back the result send(client_socket, result, strlen(result), 0); memset(result, 0, BUFFER_SIZE); // Clear the result buffer // After done processing the client's request sem_post(&sem); // Signal that this thread is done with the resource } else { printf("Client disconnected or read error...\n"); close(client_socket); break; // Break out of the loop to end this thread } } return NULL; // Thread ends here } int main(int argc, char const *argv[]) { int server_fd, new_socket; struct sockaddr_in address; int opt = 1; int addrlen = sizeof(address); // Creating socket file descriptor if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) { perror("socket failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // Forcefully attaching socket to the PORT 8080 if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) { perror("setsockopt"); exit(EXIT_FAILURE); } address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; address.sin_port = htons(PORT); // Binding socket to the PORT address defined above if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("bind failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // Display the server's IP and listening port char host[256]; char *IP; struct hostent *host_entry; gethostname(host, sizeof(host)); host_entry = gethostbyname(host); IP = inet_ntoa(*((struct in_addr*) host_entry->h_addr_list[0])); if (listen(server_fd, 3) < 0) { perror("listen"); exit(EXIT_FAILURE); } // Initialize the semaphore to limit the number of concurrent client processing sem_init(&sem, 0, MAX_CONCURRENT_CLIENTS); printf("Server is running at IP: %s on Port: %d\n", IP, PORT); // Main loop to keep server running and accepting new connections while (1) { if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) { perror("accept"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Connection established...\n"); // Create a thread for each client pthread_t client_thread; client_thread_args *args = (client_thread_args *)malloc(sizeof(*args)); args->socket = new_socket; if (pthread_create(&client_thread, NULL, client_handler, args) != 0) { perror("Could not create thread"); free(args); // Don't forget to free memory on failure close(new_socket); } else { pthread_detach(client_thread); // Automatically reclaim thread resources on exit } } // Destroy semaphore in any cleanup or exit code, if you ever break out of the infinite loop sem_destroy(&sem); return 0; // The server should never reach this part } ``` ทำการคอมไพล์โปรแกรมทั้งสอง แล้วสร้างหน้าต่าง terminal จำนวน 4 หน้าต่าง ดังนี้ {% tabs %} {% tab title="หน้าต่าง Terminal ที่ 1" %} ```shell-session $ gcc -o new_server_with_semaphore new_server_with_semaphore.c -lpthread -Wall $ ./new_server_with_semaphore Server is running at IP: 10.211.55.3 on Port: 8080 Connection established... Connection established... Received command: ls Result sent back to client. Received command: date Result sent back to client. Received command: ifconfig Result sent back to client. Received command: uname -a Result sent back to client. ``` {% endtab %} {% tab title="หน้าต่าง Terminal ที่ 2 - Client #1" %} ```shell-session $ gcc -Wall -o client client.c -lreadline $ ./client 10.211.55.3 8080 ─╯ shell> ls <------------- พิมพ์คำสั่งเพื่อส่งไปรันที่เครื่องปลายทาง Results from the remote machine [10.211.55.3]: client client.c new_server new_server.c other.c server server.c shell> ifconfig <------------- พิมพ์คำสั่งเพื่อส่งไปรันที่เครื่องปลายทาง Results from the remote machine [10.211.55.3]: docker0: flags=4099 mtu 1500 inet 172.17.0.1 netmask 255.255.0.0 broadcast 172.17.255.255 ether 02:42:88:82:fe:7b txqueuelen 0 (Ethernet) RX packets 0 bytes 0 (0.0 B) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 0 bytes 0 (0.0 B) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 enp0s5: flags=4163 mtu 1500 inet 10.211.55.3 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.211.55.255 inet6 fe80::c7de:82d6:f3cc:96a0 prefixlen 64 scopeid 0x20 inet6 fd5c:edc7:dfd5:6910:6ea3:1b97:d393:2793 prefixlen 64 scopeid 0x0 inet6 fd5c:edc7:dfd5:6910:1956:adea:5a7b:c494 prefixlen 64 scopeid 0x0 ether 00:1c:42:8a:01:82 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 1908378 bytes 2334364363 (2.3 GB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 501740 bytes 57225273 (57.2 MB) TX errors 0 dropped 0 overruns ``` {% endtab %} {% tab title="หน้าต่าง Terminal ที่ 3 - Client #2" %} ```shell-session $ ./client 10.211.55.3 8080 ─╯ shell> date <------------- พิมพ์คำสั่งเพื่อส่งไปรันที่เครื่องปลายทาง Results from the remote machine [10.211.55.3]: อ. 24 ต.ค. 2566 14:09:43 +07 ``` {% endtab %} {% tab title="หน้าต่าง Terminal ที่ 4 - Client #3" %} ```shell-session $ ./client 10.211.55.3 8080 ─╯ shell> uname -a <------------- พิมพ์คำสั่งเพื่อส่งไปรันที่เครื่องปลายทาง Results from the remote machine [10.211.55.3]: Linux wiroon-ubuntu 6.2.0-32-generic #32~22.04.1-Ubuntu SMP PREEMPT_DYNAMIC Fri Aug 18 12:38:40 UTC 2 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/Linux ``` {% endtab %} {% endtabs %} --- # Agent Instructions: Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://docs.aic-eec.com/computer-operation-systems/linux-os-dev.-engineer/applied-ipc-with-semaphore.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.