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代码详解
主要函数
void accept_request(void *); //接收请求并进行简单的处理
void bad_request(int); //返回400状态给客户端
void cat(int, FILE *); //读取文件发给客户端
void cannot_execute(int); //返回500状态给客户端
void error_die(const char *); //程序出错退出
void execute_cgi(int, const char *, const char *, const char *); //调整环境变量，执行cgi
int get_line(int, char *, int); //从套接字流中读取一行内容（一个字节一个字节的读）
void headers(int, const char *);//填充http响应头
void not_found(int); //返回404状态给客户端
void serve_file(int, const char *); //处理文件请求
int startup(u_short *); //初始化服务器监听套接字
void unimplemented(int); //返回501状态给客户端
代码（带有详细注释）
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <ctype.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#define ISspace(x) isspace((int)(x))//如果x是一个空白字符，则该函数返回非零值（true），否则返回 0（false）。
#define SERVER_STRING "Server: jdbhttpd/0.1.0\r\n"
#define STDIN 0
#define STDOUT 1
#define STDERR 2
void accept_request(void *); //接收请求并进行简单的处理
void bad_request(int); //返回400状态给客户端
void cat(int, FILE *); //读取文件发给客户端
void cannot_execute(int); //返回500状态给客户端
void error_die(const char *); //程序出错退出
void execute_cgi(int, const char *, const char *, const char *); //调整环境变量，执行cgi
int get_line(int, char *, int); //从套接字流中读取一行内容（一个字节一个字节的读）
void headers(int, const char *);//填充http响应头
void not_found(int); //返回404状态给客户端
void serve_file(int, const char *); //处理文件请求
int startup(u_short *); //初始化服务器监听套接字
void unimplemented(int); //返回501状态给客户端
/**********************************************************************/
/*请求导致服务器端口上的调用被接受。适当地处理请求。参数：连接到客户端的套接字*/
/**********************************************************************/
void accept_request(void *arg)
{
int client = *(int*)arg;
char buf[1024];//读写用的缓冲区
size_t numchars;//信号量
char method[255];//请求方法
char url[255];//统一资源定位符
char path[512];//路径
size_t i, j;
struct stat st;//struct stat这个结构体是用来描述一个linux系统文件系统中的文件属性的结构
int cgi = 0; /* becomes true if server decides this is a CGI
* program */
char *query_string = NULL;//请求行
//读http请求的第一行数据（request line),把请求方法存进method中
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));//从套接字流中读取一行内容（一个字节一个字节的读）到buf数组中
i = 0; j = 0;
while (!ISspace(buf[i]) && (i < sizeof(method) - 1))//请求方法读入method
{
method[i] = buf[i];
i++;
}
j=i;
method[i] = '\0';
if (strcasecmp(method, "GET") && strcasecmp(method, "POST"))
//strcasecmp(const char *s1, const char *s2)用来比较参数s1 和s2 字符串，比较时会自动忽略大小写的差异。相同返回0
//如果请求方法既不是get也不是post就返回501状态给客户端
{
unimplemented(client);
return;
}
//如果是 POST 方法就将 cgi 标志变量置一(true)
if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
cgi = 1;
i = 0;
//跳过空白字符
while (ISspace(buf[j]) && (j < numchars))
j++;
//将url信息读入url数组
while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(url) - 1) && (j < numchars))
{
url[i] = buf[j];
i++; j++;
}
url[i] = '\0';
//如果这个请求是一个 GET 方法的话
if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
{
//用一个指针指向 url
query_string = url;
//去遍历这个 url，跳过字符 ？前面的所有字符，如果遍历完毕也没找到字符 ？则退出循环
while ((*query_string != '?') && (*query_string != '\0'))
query_string++;
//退出循环后检查当前的字符是 ？还是字符串(url)的结尾
if (*query_string == '?')
{
//如果是 ？ 的话，证明这个请求需要调用 cgi，将 cgi 标志变量置一(true)
cgi = 1;
//从字符 ？ 处把字符串 url 给分隔会两份
*query_string = '\0';
query_string++;
}
}
/*srpintf()函数的功能非常强大：效率比一些字符串操作函数要高；
而且更具灵活性；可以将想要的结果输出到指定的字符串中，也可作为缓冲区，而printf只能输出到命令行上~
头文件：stdio.h
函数功能：格式化字符串，将格式化的数据写入字符串中。
函数原型：int sprintf(char *buffer, const char *format, [argument]...)
参数：
（1）buffer：是char类型的指针，指向写入的字符串指针；
（2）format：格式化字符串，即在程序中想要的格式；
（3）argument：可选参数，可以为任意类型的数据；
函数返回值：buffer指向的字符串的长度；
用处：
（1）格式化数字字符串：在这点上sprintf和printf的用法一样，只是打印到的位置不同而已，
前者打印给buffer字符串，后者打印给标准输出，所以sprintf也可以用来将整型转化为字符串，
比itoa效率高且如此地简便~比如：sprintf(buffer, "%d", 123456);执行后buffer即指向字符串“123456”~
（2）连接字符：*/
//将前面分隔两份的前面那份字符串，拼接在字符串htdocs的后面之后就输出存储到数组 path 中。相当于现在 path 中存储着一个字符串
sprintf(path, "htdocs%s", url);
//如果 path 数组中的这个字符串的最后一个字符是以字符 / 结尾的话，就拼接上一个"index.html"的字符串。首页的意思
if (path[strlen(path) - 1] == '/')
strcat(path, "index.html");
/*struct stat这个结构体是用来描述一个linux系统文件系统中的文件属性的结构
获取一个文件的属性int stat(const char *path, struct stat *struct_stat);
第一个参数都是文件的路径，第二个参数是struct stat的指针。
返回值为0，表示成功执行。执行失败返回-1，error被自动设置为下面的值：
EBADF： 文件描述词无效
EFAULT： 地址空间不可访问
ELOOP： 遍历路径时遇到太多的符号连接
ENAMETOOLONG：文件路径名太长
ENOENT：路径名的部分组件不存在，或路径名是空字串
ENOMEM：内存不足
ENOTDIR：路径名的部分组件不是目录
*/
//在系统上去查询该文件是否存在
if (stat(path, &st) == -1) {
//如果不存在，那把这次 http 的请求后续的内容(head 和 body)全部读完并忽略
while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
//没有找到资源，返回404状态给客户端
not_found(client);
}
else
{
/* st_mode文件保护模式
S_IFMT 0170000 文件类型的位遮罩
S_IFSOCK 0140000 socket
S_IFLNK 0120000 符号链接(symbolic link)
S_IFREG 0100000 一般文件
S_IFBLK 0060000 区块装置(block device)
S_IFDIR 0040000 目录
S_IFCHR 0020000 字符装置(character device)
S_IFIFO 0010000 先进先出(fifo)
S_ISUID 0004000 文件的(set user-id on execution)位
S_ISGID 0002000 文件的(set group-id on execution)位
S_ISVTX 0001000 文件的sticky位
S_IRWXU 00700 文件所有者的遮罩值(即所有权限值)
S_IRUSR 00400 文件所有者具可读取权限
S_IWUSR 00200 文件所有者具可写入权限
S_IXUSR 00100 文件所有者具可执行权限
S_IRWXG 00070 用户组的遮罩值(即所有权限值)
S_IRGRP 00040 用户组具可读取权限
S_IWGRP 00020 用户组具可写入权限
S_IXGRP 00010 用户组具可执行权限
S_IRWXO 00007 其他用户的遮罩值(即所有权限值)
S_IROTH 00004 其他用户具可读取权限
S_IWOTH 00002 其他用户具可写入权限
S_IXOTH 00001 其他用户具可执行权限
*/
//文件存在，那去跟常量S_IFMT相与，相与之后的值可以用来判断该文件是什么类型的
//S_IFMT参读《TLPI》P281，与下面的三个常量一样是包含在<sys/stat.h>
if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
//如果这个文件是个目录，那就需要再在 path 后面拼接一个"/index.html"的字符串
strcat(path, "/index.html");
if ((st.st_mode & S_IXUSR) ||
(st.st_mode & S_IXGRP) ||
(st.st_mode & S_IXOTH) )
//如果这个文件是一个可执行文件，不论是属于用户/组/其他这三者类型的，就将 cgi 标志变量置一
cgi = 1;
//如果不需要 cgi 机制的话，
if (!cgi)
serve_file(client, path);////处理文件请求
else
//如果需要则调用
execute_cgi(client, path, method, query_string);////调整环境变量，执行cgi
}
close(client);
}
/**********************************************************************/
//返回400状态给客户端
//参数：客户端套接字
/**********************************************************************/
void bad_request(int client)
{
char buf[1024];
sprintf(buf, "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n");
send(client, buf, sizeof(buf), 0);
sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
send(client, buf, sizeof(buf), 0);
sprintf(buf, "\r\n");
send(client, buf, sizeof(buf), 0);
sprintf(buf, "<P>Your browser sent a bad request, ");
send(client, buf, sizeof(buf), 0);
sprintf(buf, "such as a POST without a Content-Length.\r\n");
send(client, buf, sizeof(buf), 0);
}
/**********************************************************************/
/* 在套接字上显示文件的全部内容。这个函数是以unix的cat命令命名的
，因为做一些像管道、叉子和执行cat之类的事情可能比较容易。
参数：客户端套接字描述器。文件指针为cat */
/**********************************************************************/
void cat(int client, FILE *resource)
{
char buf[1024];
//从文件文件描述符中读取指定内容
fgets(buf, sizeof(buf), resource);
while (!feof(resource))
{
send(client, buf, strlen(buf), 0);
fgets(buf, sizeof(buf), resource);
}
}
/**********************************************************************/
/*通知客户端cgi脚本无法执行。参数：客户端套接字描述符。*/
/**********************************************************************/
void cannot_execute(int client)
{
char buf[1024];
sprintf(buf, "HTTP/1.0 500 Internal Server Error\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "<P>Error prohibited CGI execution.\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
}
/**********************************************************************/
/*打印出带有perror()的错误消息（用于系统错误；基于errno的值，该值表示系统调用错误），
并退出表示错误的程序。*/
/**********************************************************************/
void error_die(const char *sc)
{
perror(sc);
exit(1);
}
/**********************************************************************/
/*执行cgi脚本。将需要酌情设置环境变量。
cgi脚本的路径*/
/**********************************************************************/
void execute_cgi(int client, const char *path,
const char *method, const char *query_string)
{
char buf[1024];
int cgi_output[2];
int cgi_input[2];
pid_t pid;
int status;
int i;
char c;
int numchars = 1;
int content_length = -1;
//往 buf 中填东西以保证能进入下面的 while
buf[0] = 'A'; buf[1] = '\0';
//如果是 http 请求是 GET 方法的话读取并忽略请求剩下的内容
if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
else if (strcasecmp(method, "POST") == 0) /*POST*/
{
//只有 POST 方法才继续读内容
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
//这个循环的目的是读出指示 body 长度大小的参数，并记录 body 的长度大小。其余的 header 里面的参数一律忽略
//注意这里只读完 header 的内容，body 的内容没有读
while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf))
{
buf[15] = '\0';
if (strcasecmp(buf, "Content-Length:") == 0)
content_length = atoi(&(buf[16]));//记录 body 的长度大小
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
}
//如果 http 请求的 header 没有指示 body 长度大小的参数，则报错返回
if (content_length == -1) {
bad_request(client);
return;
}
}
else/*HEAD or other*/
{
}
/*
服务器从URL中获取cgi的名字，然后fork一个子进程，设置好
环境变量和管道（使用dup2函数将STDIN、STDOUT重定向到管道)之后，
使用exec系列函数运行cgi程序。cgi程序可以从STDIN或环境变量表中
读取数据，然后把结果写到STDOUT就完事了。
而服务器会从管道读取cgi程序的处理结果，返回给浏览器。
*/
//下面这里创建两个管道，用于两个进程间通信
if (pipe(cgi_output) < 0) {
cannot_execute(client);
return;
}
if (pipe(cgi_input) < 0) {
cannot_execute(client);
return;
}
//创建一个子进程
if ( (pid = fork()) < 0 ) {
cannot_execute(client);
return;
}
sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
//子进程用来执行 cgi 脚本
if (pid == 0) /* child: CGI script */
{
char meth_env[255];
char query_env[255];
char length_env[255];
//将子进程的输出由标准输出重定向到 cgi_ouput 的管道写端上
dup2(cgi_output[1], STDOUT);
//将子进程的输出由标准输入重定向到 cgi_ouput 的管道读端上
dup2(cgi_input[0], STDIN);
//关闭 cgi_ouput 管道的读端与cgi_input 管道的写端
close(cgi_output[0]);
close(cgi_input[1]);
//构造一个环境变量
sprintf(meth_env, "REQUEST_METHOD=%s", method);
//将这个环境变量加进子进程的运行环境中
putenv(meth_env);
//根据http 请求的不同方法，构造并存储不同的环境变量
if (strcasecmp(method, "GET") == 0) {
sprintf(query_env, "QUERY_STRING=%s", query_string);
putenv(query_env);
}
else { /* POST */
sprintf(length_env, "CONTENT_LENGTH=%d", content_length);
putenv(length_env);
}
//最后将子进程替换成另一个进程并执行 cgi 脚本
execl(path, NULL);
exit(0);
} else { /* parent */
//父进程则关闭了 cgi_output管道的写端和 cgi_input 管道的读端
close(cgi_output[1]);
close(cgi_input[0]);
if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
for (i = 0; i < content_length; i++) {
recv(client, &c, 1, 0);
write(cgi_input[1], &c, 1);
}
//然后从 cgi_output 管道中读子进程的输出，并发送到客户端去
while (read(cgi_output[0], &c, 1) > 0)
send(client, &c, 1, 0);
//关闭管道
close(cgi_output[0]);
close(cgi_input[1]);
//等待子进程的退出
waitpid(pid, &status, 0);
}
}
/***********************************************************************/
/*
函数原型：int recv( SOCKET s, char *buf, int len, int flags)
功能：不论是客户还是服务器应用程序都用recv函数从TCP连接的另一端接收数据。
参数一：指定接收端套接字描述符；
参数二：指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据；
参数三：指明buf的长度；
参数四 ：一般置为0。
阻塞与非阻塞recv返回值没有区分，都是
> 0 成功接收数据大小。
= 0 另外一端关闭了套接字
= -1 错误，需要获取错误码errno（win下是通过WSAGetLastError()）
*/
*****************************************************************/
int get_line(int sock, char *buf, int size)
{
int i = 0;
char c = '\0';
int n;
while ((i < size - 1) && (c != '\n'))
{
n = recv(sock, &c, 1, 0);
/* DEBUG printf("%02X\n", c); */
if (n > 0)
{
if (c == '\r')//如果是回车符，继续判断下一个字符，如果下一个字符是换行符，c=再下一个字符，否则c='\0'
{
n = recv(sock, &c, 1, MSG_PEEK);
/*MSG_PEEK标志会将套接字接收队列中的可读的数据拷
贝到缓冲区，但不会使套接子接收队列中的数据减少*/
/* DEBUG printf("%02X\n", c); */
if ((n > 0) && (c == '\n'))
recv(sock, &c, 1, 0);
else
c = '\n';
}
buf[i] = c;
i++;
}
else
c = '\n';//如果读取失败则c='\n'
}
buf[i] = '\0';//添加'\0'结尾
return(i);
}
/**********************************************************************/
/*返回关于文件的信息http标头。
参数：要在文件名称上打印页眉的套接字*/
/**********************************************************************/
void headers(int client, const char *filename)
{
char buf[1024];
(void)filename; /* could use filename to determine file type */
strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
strcpy(buf, SERVER_STRING);//SERVER_STRING="Server: jdbhttpd/0.1.0\r\n"
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
strcpy(buf, "\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
}
/**********************************************************************/
////返回400状态给客户端
/**********************************************************************/
void not_found(int client)
{
char buf[1024];
sprintf(buf, "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, SERVER_STRING);
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "<HTML><TITLE>Not Found</TITLE>\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "<BODY><P>The server could not fulfill\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "your request because the resource specified\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "is unavailable or nonexistent.\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "</BODY></HTML>\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
}
/**********************************************************************/
/* Send a regular file to the client. Use headers, and report
* errors to client if they occur.
* Parameters: a pointer to a file structure produced from the socket
* file descriptor
* the name of the file to serve */
/**********************************************************************/
void serve_file(int client, const char *filename)
{
FILE *resource = NULL;
int numchars = 1;
char buf[1024];
//确保 buf 里面有东西，能进入下面的 while 循环
buf[0] = 'A'; buf[1] = '\0';
//循环作用是读取并忽略掉这个 http 请求后面的所有内容
while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
//打开这个传进来的这个路径所指的文件
resource = fopen(filename, "r");
if (resource == NULL)
not_found(client);
else
{
//打开成功后，将这个文件的基本信息封装成 response 的头部(header)并返回
headers(client, filename);
//接着把这个文件的内容读出来作为 response 的 body 发送到客户端
cat(client, resource);
}
fclose(resource);
}
/**********************************************************************/
/*
此函数启动在指定端口上监听网络连接的过程。如果端口为0，
则动态分配一个端口并修改原始端口变量以反映实际端口。
参数：指针指向包含端口的变量，以返回连接：套接字
*/
/**********************************************************************/
/***************************************************************************/
/* typedef unsigned short sa_family_t;
struct sockaddr {
sa_family_t sa_family; //address family, AF_xxx
char sa_data[14]; // 14 bytes of protocol address
};
/***********ipv4的套接字地址*********************************/
/*
struct sockaddr_in {
__kernel_sa_family_t sin_family; // AF_INET short int
__be16 sin_port; // Port number 端口号 unsigned short int
struct in_addr sin_addr; // Internet address 32位unsigned int ipv4 网络地址
//Pad to size of `struct sockaddr'.结构体sockaddr_in的size
unsigned char __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -
sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};
*/
/*
socket(PF_INET, SOCK_STREAM,0)---TCP连接 或socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0)---UDP连接
socket()系统调用，带有三个参数：
1、参数domain指明通信域，如PF_UNIX(unix域)，PF_INET(IPv4)，PF_INET6(IPv6)等
2、type 指明通信类型，最常用的如SOCK_STREAM(面向连接可靠方式， 比如TCP)、SOCK_DGRAM(非面向连接的非可靠方式，比如
UDP)等。 SOCK_STREAM 是数据流,一般是tcp/ip协议的编程,SOCK_DGRAM分是数据抱,是udp协议网络编程。
3、参数protocol指定需要使用的协议。虽然可以对同一个协议 家族(protocol family)(或者说通信域(domain))指定不同的协议 参数，
但是通常只有一个。对于TCP参数可指定为IPPROTO_TCP,对于 UDP可以用IPPROTO_UDP。你不必显式制定这个参数，使用0则根据前
两个参数使用默认的协议
返回值：如果函数调用成功，会返回一个标识这个套接字的文件描述符，失败的时候返回-1。
*/
int startup(u_short *port)
{
int httpd = 0;
//sockaddr_in 是 IPV4的套接字地址结构。
struct sockaddr_in name;
//socket()用于创建一个用于 socket 的描述符，函数包含于<sys/socket.h>
//这里的PF_INET其实是与 AF_INET同义
httpd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (httpd == -1)
error_die("socket");
memset(&name, 0, sizeof(name));
name.sin_family = AF_INET;
//htons()，ntohs() 和 htonl()包含于<arpa/inet.h>
//将*port 转换成以网络字节序表示的16位整数
name.sin_port = htons(*port);
//INADDR_ANY是一个 IPV4通配地址的常量，包含于<netinet/in.h>
//大多实现都将其定义成了0.0.0.0
if (bind(httpd, (struct sockaddr *)&name, sizeof(name)) < 0)
error_die("bind");
//如果调用 bind 后端口号仍然是0，则手动调用getsockname()获取端口号
if (*port == 0) /* if dynamically allocating a port */
{
socklen_t namelen = sizeof(name);
//getsockname()包含于<sys/socker.h>中，参读《TLPI》P1263
//调用getsockname()获取系统给 httpd 这个 socket 随机分配的端口号
if (getsockname(httpd, (struct sockaddr *)&name, &namelen) == -1)
error_die("getsockname");
*port = ntohs(name.sin_port);
}
if (listen(httpd, 5) < 0)
error_die("listen");
return(httpd);
}
/**********************************************************************/
//返回501状态给客户端（服务器发生错误）
/**********************************************************************/
void unimplemented(int client)
{
char buf[1024];
sprintf(buf, "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, SERVER_STRING);
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "<HTML><HEAD><TITLE>Method Not Implemented\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "</TITLE></HEAD>\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "<BODY><P>HTTP request method not supported.\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
sprintf(buf, "</BODY></HTML>\r\n");
send(client, buf, strlen(buf), 0);
}
/**********************************************************************/
int main(void)
{
int server_sock = -1;
u_short port = 4000;
int client_sock = -1;
struct sockaddr_in client_name;
socklen_t client_name_len = sizeof(client_name);
pthread_t newthread;
server_sock = startup(&port);
printf("httpd running on port %d\n", port);
//阻塞等待客户端的连接
while (1)
{
client_sock = accept(server_sock,
(struct sockaddr *)&client_name,
&client_name_len);
if (client_sock == -1)
error_die("accept");
/* accept_request(client_sock); */
if (pthread_create(&newthread , NULL, (void *)accept_request, (void *)&client_sock) != 0)
perror("pthread_create");
}
close(server_sock);
return(0);
}