C#线程系列讲座(3)：线程池和文件下载服务器

如果设计一个服务器程序，每当处理用户请求时，都开始一个线程，将会在一定程序上消耗服务器的资源。为此，一个最好的解决方法就是在服务器启动之前，事先创建一些线程对象，然后，当处理客户端请求时，就从这些建好的线程中获得线程对象，并处理请求。保存这些线程对象的结构就叫做线程池。

在C#中可以通过System.Threading.ThreadPool类来实现，在默认情况下，ThreadPool最大可建立500个工作线程和1000个I/O线程（根据机器CPU个数和.net framework版本的不同，这些数据可能会有变化）。下面是一个用C#从线程池获得线程的例子：

private static void execute(object state)
{
    Console.WriteLine(state);      
}
static void Main(string[] args)
{
  
    int workerThreads;
    int completionPortThreads;
         
    ThreadPool.GetMaxThreads(out workerThreads, out completionPortThreads);
    Console.WriteLine(workerThreads);
    Console.WriteLine(completionPortThreads);    
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(execute,"线程1");   // 从线程池中得到一个线程，并运行execute
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(execute, "线程2");
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(execute, "线程3");
    Console.ReadLine();
}

下图为上面代码的运行结果。

要注意的是，使用ThreadPool获得的线程都是后台线程。

下面的程序是我设计的一个下载文件服务器的例子。这个例子从ThreadPool获得线程，并处理相应的客户端请求。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;

namespace MyThread
{
    class FileServer
    {
        private String root;
        private Thread listenerThread;

        private void worker(object state)
        {
             TcpClient client = state as TcpClient;
             try
             {

                 client.ReceiveTimeout = 2000;
                 Stream stream = client.GetStream();
                 System.IO.StreamReader sr = new StreamReader(stream);
                 String line = sr.ReadLine();
                 String[] array = line.Split(' ');
                 String path = array[1].Replace('/', '\\');
                 String filename = root + path;
                 if (File.Exists(filename))  // 如果下载文件存在，开始下载这个文件
                 {
                     FileStream fileStream = new FileStream(filename, FileMode.Open, FileAccess.Read, 
                                                           FileShare.Read);
                     byte[] buffer = new byte[8192]; // 每次下载8K
                     int count = 0;
                     String responseHeader = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
                                             "Content-Type:application/octet-stream\r\n" +
                                             "Content-Disposition:attachment;filename=" +
                                                   filename.Substring(filename.LastIndexOf("\\") + 1) + "\r\n\r\n";
                     byte[] header = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(responseHeader);
                     stream.Write(header, 0, header.Length);
                     while ((count = fileStream.Read(buffer, 0, buffer.Count())) > 0)
                     {
                         stream.Write(buffer, 0, count);
                     }
                     Console.WriteLine(filename + "下载完成");
                 }
                 else  // 文件不存在，输出提示信息
                 {
                     String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type:text/plain;charset=utf-8\r\n\r\n文件不存在";
                     byte[] buffer = ASCIIEncoding.UTF8.GetBytes(response);
                     stream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
                 }

             }
             catch (Exception e)
             {
                 Console.WriteLine(e.Message);
             }
             finally
             {
                 if (client != null)
                 {
                     client.Close();
                 }
             }
        }

        private void listener()
        {
            TcpListener listener = new TcpListener(1234);
            listener.Start();  // 开始监听客户端请求
            TcpClient client = null;

            while (true)
            {
                client = listener.AcceptTcpClient();
                client.ReceiveTimeout =2000;
                ThreadPool.QueueUserWorkItem(worker, client);  // 从线程池中获得一个线程来处理客户端请求
            }
        }
        public FileServer(String root)
        {
            this.root= root;         
        }
        public void start()
        {
            listenerThread = new Thread(listener);
            listenerThread.Start();  // 开始运行监听线程
        }
    }
}

FileServer类的使用方法：

FileServer fs = new FileServer(“d:\\download”);

fs.start(); // 端口为1234

如果d:"download目录中有一个叫aa.exe的文件，在浏览器中输入如下的地址可下载：
    http://localhost:1234/aa.exe

下图为下载对话框：

要注意的是，本程序并没有处理含有中文和其他特殊字符（如空格）的url，因为，文件名要为英文名（不能有空格等特殊字符）。