pthread を使ったプログラム作成のためのひながた ( Windows & Linux)

目的

スレッド(pthread) 機能のプログラムを Linux, Windows 両対応したソリューションの雛形を作成する。

背景

昨今 Microsoft は, Windows & Linux に対応したマルチプラットフォームな環境を出している。.NET MAUI もそうだし, VC++ 用のパッケージマネージャ vcpkg もそうだ。

vcpkg は Linux におけるシステムコールの一部を移植されたものを VC++ コンパイラでビルドできるようになるパッケージである。

昨今のこの環境により, 移植ハードルが下がり, 平素より両対応を意識して並列に作成することに対して心理的障害も低くなる。

ところで殆どのC言語コンパイラには ifdef というプリプロセッサマクロを解釈し, コンパイルする対象をマクロの値によって変更できるような機能がある。GCC, Visual Studio, いづれもその機能に対応するため, 両対応のプロジェクトの雛形を作っておきこれを流用することで書き分けが可能となり, 長年この手法が採用され続けている。

vcpkg も便利であるが, このやりかたがマルチプラットフォームにおいて長年に亘って採用されているため, 以下にひな形を示す。

動作環境

ホストOS側 : Windows 11

ゲストOS側: Debian 12.6

VMクライアント: VirtualBox 6.1

VSCode 1.100.2 (Linux 用のビルド・デバッグの場合）

Visual Studio 2022 (Windows 用のビルド・デバッグの場合）

ひなサンプル内容

非同期で TCPソケットで文字列を別の端末に送信するプログラムである。スレッドは pthread でかき分ける必要がないが,

TCP/IP ソケットにまつわる部分は Windows, Linux でかき分けている。

KumaNetCom

この zip には, vcpkg で取得した pthread を同梱している.

ビルド命令の入った bash も同梱しているため VSCode から bash を実行すればリモートビルドもただちに可能にしている。

LinuxUniq.cpp


#include "build.h"
#ifdef Linux

void TCPClient(int para){
int sockfd;

    struct sockaddr_in addr; // req  <netinet/in.h>
 
    // ソケット生成
     sockfd = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // socket req <netinet/in.h>
      int port = 2000;

    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons( port );
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.56.1");                 // inet_addr req <arpa/inet.h>
	connect( sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof( struct sockaddr_in ) );  // <sys/types.h>  <sys/socket.h>

	send( sockfd, "ABCDEFG", 4, 0 );
    printf("th%d inter end: ", para);

    //char recvData[1000];
   // recv( sockfd, recvData, sizeof(recvData), 0 );
   // printf("%s\r\n",recvData);
	
}
#endif

WindowsUniq.cpp


#include "build.h"

#ifdef Windows

void TCPClient(int para){

	WSADATA wsaData;
	struct sockaddr_in server;
	SOCKET sock;
	char buf[32];

	// winsock2の初期化
	WSAStartup(MAKEWORD(2, 0), &wsaData);

	// ソケットの作成
	sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	// 接続先指定用構造体の準備
	server.sin_family = AF_INET;
	server.sin_port = htons(12345);
	server.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	// サーバに接続
	connect(sock, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));

	// サーバからデータを受信
	memset(buf, 0, sizeof(buf));
	int n = recv(sock, buf, sizeof(buf), 0);

	printf("aaaa%d, %s\n", n, buf);

	send(sock, "HELLO", 5, 0);

	// winsock2の終了処理
	WSACleanup();
}

unsigned int sleep(unsigned int seconds){
	Sleep(seconds * 1000);
	return 0;
}
#endif

build.h


#include 
#include 

#ifdef __x86_64
#define x64
#endif

#ifdef Windows
#define _WINSOCKAPI_  // windows.hを定義した際に、winsock.hを自動的にインクルードしない
#include   // こちらが先
#include 

unsigned int sleep(unsigned int seconds);  // Linuxの unitstd.h の sleep と同じ形式で使うための宣言

#else
#include 
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
#define Linux
#endif

void TCPClient(int para);

KumaNetCom.cpp


#include "build.h"

void *TaskSleep(void* arg)
{
	unsigned int para = *(unsigned int*)arg;
    sleep(para);  
	TCPClient((int)para);	
    sleep(para); 
	return 0;
}

void EnvironmentOut(){
#ifdef DEBUG
	printf("あDebg\n");
#else
	printf("あNON_Debg\n");
#endif

#ifdef Linux
	printf("りなっくLINUX\n");
#endif

#ifdef x64
	printf("x64\n");
#endif
}


int main()
{
#ifdef Windows
	SetConsoleOutputCP(65001);
#endif
	EnvironmentOut();
    const int cnt=2;
	pthread_t th[cnt];
	int i;
	int arg[cnt];    // スレッドごとの引数を格納する配列
	int sleeptime=1; // 各スレッドのスリープ時間

	for (i = 1; i < cnt; i++) {
		arg[i] = i*sleeptime;
		pthread_create(&th[i], NULL,TaskSleep , (void*)&arg[i]);
	}

	printf("aaa\n");
	
	for (i = 1; i < cnt; i++) {
		pthread_join(th[i], NULL);
		printf("th%d join\n", i);
	}

	getchar();
	return 0;
}

共有フォルダ設定しておくと便利

デバッグのたびにいちいちファイルをプラットフォーム間でコピーしたりするのは煩雑であるため,

ある程度までは共有フォルダ設定された Windows & VM(LInux) で開発するのが便利である。

pthread を使ったプログラム作成のためのひながた ( Windows & Linux)

目的

背景

動作環境

ひな サンプル内容

共有フォルダ設定しておくと便利

ひなサンプル内容