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今天和同事讨论一个问题，大家对这个问题有点分歧，在这里想听听大家的意见。
情景是假如有多个线程，对同一个socket（tcp)进行写操着，是否需要对这个socket进行加锁．
我的意见是不需要对socket进行加锁的，因为从来没见过这样的做法，而且感觉这些问题操作系统
或者说是tcp/ip协议应该都处理了，这仅仅是感觉．另一种意见说在写的过程中有可能写了一半的
数据到缓存中，发生了切换，另一个线程也可能写了些数据到缓存中，有可能导致接收方收到的不是
一个完整的包（混杂了２个线程写的包）．我对这个说法感到怀疑，但是搜不到切实的理论依据，希望
在这方面有研究的高手们或者遇到过这个问题的同志们讲解或者能贴出解释这个问题的链接．
thanks．
[ 本帖最后由 yuangong 于 2007-8-29 22:39 编辑 ] |
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对socket不用加锁，但对你要用到写缓冲区需要锁定，因为那个是共享资源。
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socket描述符就是一个普通的文件描述符吧，和标准输出的情况应该一样的
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多个线程操作一个socket，就算加了锁，数据在内核缓冲区也可能会出现交替。
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QUOTE:
原帖由 diker007 于 2007-8-30 00:23 发表 
多个线程操作一个socket，就算加了锁，数据在内核缓冲区也可能会出现交替。
恩，向描述符输出了就是写到缓冲区，至于何时将缓冲区内容写出，由内核决定，例如，标准输出，采用行缓冲的话，直到遇到/n或缓冲区满或fflush，才会将缓冲区内容写出，
[ 本帖最后由 cugb_cat 于 2007-8-30 09:59 编辑 ]
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那个写缓存为系统资源，如何能对其加锁?
加锁socket是保证每次只有一个线程对其操着,数据在内核缓冲区应该是不会出现交替
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和socket还是普通文件没有关系，因为write的参数是fd,而不是socket特定的
多个线程都要写的有几个特点
1.哪个线程先写是不一定的
2.写可能少于要写的字节
很显然，内核不负责，可能出现这种情况
a线程写100个字节，结果返回80，然后到用户态了，最后b线程又写，写成功了若干字节。 |
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我一般为了保险起见，加上锁的。
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QUOTE:
原帖由 flw2 于 2007-8-30 09:31 发表
和socket还是普通文件没有关系，因为write的参数是fd,而不是socket特定的
多个线程都要写的有几个特点
1.哪个线程先写是不一定的
2.写可能少于要写的字节
很显然，内核不负责，可能出现这种情况
a线程写 ...
每个socket都有自己的接收缓存,对socket加锁,也就是说每次write前对其加锁.
这样即使发生切换,缓存也只有一个线程能写.
所以不会发生A写了80字节后切换,B 写了30字节,A又写剩下的20字节.
也就是 说多线程对同一socket进行写,的确需要加锁?
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socket write应该是原子的。
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在TCP/TP卷2中有这样的结构体
struct sockbuf{
short sb_flags;
..........
}so_recv,so_snd;
其中flag 有这几种标志:
SB_LOCK;一个进程已经锁定了插口缓存
SB_WANT;一个进程正在等待给插口缓存加锁.
还有些宏和函数来管理插口的发送缓存和接收缓存
sblock, sbunlock, sbwait(page 388,389)
也就是说感觉socket内部其实已经考虑到了这点,我们应用的时候是否只需要
一些操着比如设置一些标志位或者一些宏?
[ 本帖最后由 yuangong 于 2007-8-30 10:04 编辑 ] |
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QUOTE:
原帖由 yuangong 于 2007-8-30 09:51 发表
每个socket都有自己的接收缓存,对socket加锁,也就是说每次write前对其加锁.
这样即使发生切换,缓存也只有一个线程能写.
所以不会发生A写了80字节后切换,B 写了30字节,A又写剩下的20字节.
也就是 说多线程对 ...
我 觉得加不加锁是一样的，如果一个线程向一个socket写了80个字节，接着，另一个写20个字节，现在缓冲区中的东西就是两个线程共同写的内容了，因为 内核清空缓冲和用户调用write是异步的。即使加锁，线程在写之前加了锁，调用完write后释放锁，此时不会再保护缓冲区，别的线程照样可以写进去的 啊。
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QUOTE:
原帖由 思一克 于 2007-8-30 10:01 发表
socket write应该是原子的。
查阅了下,write为原子操着,那么说不必要对socket进行加锁了.
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QUOTE:
原帖由 cugb_cat 于 2007-8-30 10:05 发表
我觉得加不加锁是一样的，如果一个线程向一个socket写了80个字节，接着，另一个写20个字节，现在缓冲区中的东西就是两个线程共同写的内容了，因为内核清空缓冲和用户调用write是异步的。即使加锁，线程在写之 ...
不是.加锁就是保证一个线程写完所有的数据.不会产生一个线程还没有写完,另一个又开始往缓存中写.
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应该不用。
至于你各个THREAD数据交错问题那是应用层解决的。每个数据本身是原子的写。
QUOTE:
原帖由 yuangong 于 2007-8-30 10:08 发表
查阅了下,write为原子操着,那么说不必要对socket进行加锁了. |
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QUOTE:
原帖由 yuangong 于 2007-8-30 10:11 发表
不是.加锁就是保证一个线程写完所有的数据.不会产生一个线程还没有写完,另一个又开始往缓存中写.
写完所有数据是不是就是把描述符缓冲区的内容清理掉？还是只调用了send或write？
中午拿标准输出试一下
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write是原子的，但是考虑
线程a写 1M字节的"aaa...
线程b写 1M字节的"bbbb...
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继续翻了下send 的实现,
发现了有如下代码:
[Copy to clipboard] [ - ]
CODE:
if(error = sblock(&so->so_snd, SBLOCKWAIT(flag)))
goto out;
do{
.......
}
函数在发送的时候,首先会对缓存加锁.通过加锁确保多个进程按序互斥访问插口缓存.(tcp/ip 卷2, page 394,395)
也就是说其实系统已经帮我们做好这些了. |
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QUOTE:
原帖由 flw2 于 2007-8-30 10:17 发表
write是原子的，但是考虑
线程a写 1M字节的"aaa...
线程b写 1M字节的"bbbb...
不是很明白你表达意思?难道说缓存满了收到的包是不完整的?
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写1M的aaa会只写了20K就写bbb吗？
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QUOTE:
原帖由 yuangong 于 2007-8-30 10:23 发表
继续翻了下send 的实现,
发现了有如下代码:
if(error = sblock(&so->so_snd, SBLOCKWAIT(flag)))
goto out;
do{
.......
}
函数在发送的时候,首先会对缓存加锁.通过加锁确保多个进 ...
 都到这来了，这个锁是内核维护一致性的锁，而不是保证写10M的内容会一直等待直到成功。
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发送数据的时候,操作系统会自己加锁,sys_send 函数会调用get_futex_key
在内核堆栈中看到的
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楼主的意思应该是当一个线程在一次性调用send,还没退出的时候,会不会有另外的线程调用send把信息插进来
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原帖由 空灵静世 于 2007-8-30 11:35 发表
楼主的意思应该是当一个线程在一次性调用send,还没退出的时候,会不会有另外的线程调用send把信息插进来
对,就是这个意思.
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原帖由 flw2 于 2007-8-30 11:19 发表
都到这来了，这个锁是内核维护一致性的锁，而不是保证写10M的内容会一直等待直到成功。
当然不会一直写10M直到写完,一般来说是写一个包(大概4K)然后返回.
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原帖由 空灵静世 于 2007-8-30 11:35 发表
楼主的意思应该是当一个线程在一次性调用send,还没退出的时候,会不会有另外的线程调用send把信息插进来
恩，那么答案是会。（还没有退出怎么理解，我先把它理解为系统调用还未结束）
write只是保证所写成功字节是原子的
只有在得到锁之后的操作是原子的
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原帖由 yuangong 于 2007-8-30 12:04 发表
当然不会一直写10M直到写完,一般来说是写一个包(大概4K)然后返回.
跟包有什么关系？跟协议层的缓存相关的。再者。包的大小4K是什么包？
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多线程写socket应该要加锁，而且要保证返回值等于要发送的数据长度或出错后才能解锁。虽然内核在写一个文件时可能会自动加锁，但是如果socket缓冲区不足以容纳下用户的所有数据的话，线程要进入睡眠状态，这时系统是否会解锁跟实现有关吧
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我更正前面2个回答。
应该是当需要写的数据小于某一个数字（比如一页（？））时候才是原子的。数据大了不是。
QUOTE:
原帖由 思一克 于 2007-8-30 10:11 发表
应该不用。
至于你各个THREAD数据交错问题那是应用层解决的。每个数据本身是原子的写。
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应该对socket加锁。 尤其是对非阻塞的socket，底层对缓冲区加锁并不能解决数据交错的问题。
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EN 同意 FLW2 的意见.
我想flw2 是想让你在 send_n 的时候加锁
虽然系统send 是原子的..但不保证 send_n是原子的..所以要加锁以保证 线程A send_n完后.
线程B再send_n . |
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思一克在另外一个贴子里说write < 4096 个字节的数据是原子的,那send呢?也这样吗?
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思一克
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我那个帖子是说写PIPE4096以下肯定是原子的。（pipe_buf大小）
写文件不是。
写socket, 好象MTU--头大小（约等于1400）以下是原子的。但不是非常肯定。
QUOTE:
原帖由 空灵静世 于 2007-8-30 14:31 发表
思一克在另外一个贴子里说write < 4096 个字节的数据是原子的,那send呢?也这样吗?
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空灵静世
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QUOTE:
原帖由 思一克 于 2006-9-17 23:48 发表
2) 如果写文件, 每次写小于4096, 也是原子的, 数据不交叉, 也不需要LOCK. 结论用程序测试是对的,但没有得到可靠的理论根据. 数据大于4096, 不是原子的. 对于写LOG file, 一行一行的写, 因为每行<<4096,所以程序的结果是原子的.
这里不是说写文件<4096也是原子的吗?
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思一克
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不是。我说了没有得到可靠的论据支持。
QUOTE:
原帖由 空灵静世 于 2007-8-30 14:56 发表
这里不是说写文件 |
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我刚学网络编程的时候也傻到给socket加锁,后来用代码验证是不需要加锁的 
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QUOTE:
原帖由 lanneret_sky 于 2007-8-30 15:09 发表
我刚学网络编程的时候也傻到给socket加锁,后来用代码验证是不需要加锁的
呵呵，我觉得代码可以证明需要做什么。而不能证明不需要做什么。
就好比一个bug 100万年才可能发生一次，我们不能跑1年甚至1万年就说程序没有bug
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思一克
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socket写时基本上没有加锁的需求。多个不同的程序同时写一个socket，一般没有这样做的
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要加锁
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“阿，去死罢，你们这些不得不死的人！去受苦罢，你们这些非受苦不可的人！人不是为了快乐而生的，是为了服从我的意志的。痛苦罢！死罢！可是别忘了你的使命是做个人。——你就得做个人。”
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回复 #37 flw2 的帖子
归纳法只能证伪，不能证实
呵呵
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open mind
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支持
QUOTE:
原帖由 思一克 于 2007-8-30 15:55 发表
socket写时基本上没有加锁的需求。多个不同的程序同时写一个socket，一般没有这样做的
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liguangyi
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一般都是多个工作线程把需要发送的数据写到一个加锁的缓冲区中，然后另外一个线程单独进行收发。多个线程直接写socket还真没这么做过。我觉得应该是加锁处理，并且需要判断已发送字节数等于发送字节数才成。
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QUOTE:
原帖由 flw2 于 2007-8-30 15:32 发表
呵呵，我觉得代码可以证明需要做什么。而不能证明不需要做什么。
就好比一个bug 100万年才可能发生一次，我们不能跑1年甚至1万年就说程序没有bug
一个字回答大侠,牛
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需要加锁。 除非单一线程发送
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Jass (打破砂锅问到底)
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把这个贴子再顶起来，因为我今天刚好碰到了这个问题。用多个线 程写一个套接口，读据在应用层肯定是混在一起的，比如线程t1要写100个'a'，线程t2要写100个'b'，那么实际上对方接收到的数据是a、b混杂 的，这就一点意义也没有了。有人说write是原子的，但是我们一般用的都是writen吧，很少调用一次write不管结果如何都返回的。可以结贴了 吧，呵呵
[ 本帖最后由 Jass 于 2007-9-11 21:16 编辑 ] |
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对SOCKET的写操作从用户的角度并不是原子的,因为如果一次发送1M数据,肯定不是原子的.至于一次发送多少会是原子的,好像没有明确的说法 (最好不要去做原子性的假设) (和MTU是没有关系的,那是底层的分包)
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不经历风雨,怎能见彩虹
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归根结底好像有两个结论：
1.避免多个线程同时对一个socket进行操作。
2.如果是在无法避免上述情况，则应该加锁。
是否正确？ |
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其实多个线程同时对一个socket进行写操作没有什么意义，因为接收方收到的数据是混杂的，无意义的，如果确实要这样做，那么想办法想出另一个机制会更好点！这个机制是怎样确保接收方收到的数据是有意义的！
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要加锁。
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你为什么要让多个线程并发写同一个流式socket???
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TCP难说哦，TCP的发送，比方用write,可是每一次不 一定会write出你需要的字节数，那么就需要对write做一个封装，我一般取名writen。也就是TCP发一个“包”出去，可能要write好几次 的，好几次陷入system call,于是恶性竞争就来了 
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其实，我也就是一菜鸟。也只是入门，大哥他都说自己是入门，或许我连门都没入...
做个合格的电子工程师，其实很难
流自己的汗，吃自己的饭，自己的事自己干，靠人靠天靠祖上，不算是好汉。
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多个thead写这种事情， 几乎想不到什么地方的应用能用的到。
即使真的有这样的需求， 自己实现个简单的小ＦＩＦＯ， 把ＬＯＣＫ部分作在应用层， 用一个socket thread来write 不就可以了吗。 |
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 加锁吧
但是，我想问的是，多个线程往一个socket里写的，也就意味着写无序，那么另外一端的读操作岂不是很郁闷 
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做过一个项目，需要多个线程用同一个SOCKET，记得当时是加锁了的，因为通信是同步的，不加锁的话，没办法做同步。
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如果需要多个线程同时读访问或写访问同一个tcp socket, 那多半是程序设计上出了问题。
对于tcp的传输，都是要用应用层的协议保证接收方能解释对方发送过来的数据，这样，至少要保证一块数据是一个完整的协议包。
如果是多个线程同时写socket，那么在临界区里工作的线程为了保证数据包的完整发送，必须循环发送等待，直到数据都发送到系统缓冲区才能离开临界区。
而这样就导致socket的行为与阻塞方式发送无异，发送效率因此而被限制。
我觉得一个好的tcp socket处理框架，应该是只有一个线程来负责数据的收发，从而避免那些无穷无尽的同步问题。 |
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MARK，谢谢到了，谢谢各位大虾
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是否要加锁，关键要看你的每个线程是否都有自己独立的发送缓冲区，如果有的话就不用加锁了，当然这样一来接受方就痛苦了哦，因为不能保证每次都能把数据完整发送出去，接受方的可能收到的其实是两个包的各一部分，俗称“粘包”。
如果多个线程共用一个缓冲区，则肯定要加锁了，一个发送完，另一个才能使用
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一般都是加锁的,因为会话层状态需要和socket层状态同步
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JohnBull
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原帖由 selfrun 于 2007-10-9 10:20 发表
如果需要多个线程同时读访问或写访问同一个tcp socket, 那多半是程序设计上出了问题。
对于tcp的传输，都是要用应用层的协议保证接收方能解释对方发送过来的数据，这样，至少要保证一块数据是一个完整的协议 ...
正解！
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本人的 Wii code 是 1534 3997 2932 3914
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yuangong
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其实这种情况很常见,为什么说是设计的问题?
举个例子:
一个porxy服务器,一边连接客户端,一边连接服务端的80端口.对于每个客户的连接处理为一个线程,收到客户消息转发到服务器.
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snow888
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QUOTE:
原帖由 yuangong 于 2007-10-17 13:41 发表
其实这种情况很常见,为什么说是设计的问题?
举个例子:
一个porxy服务器,一边连接客户端,一边连接服务端的80端口.对于每个客户的连接处理为一个线程,收到客户消息转发到服务器.
httpd - 2.2 里面是如何做的???
(PS:一直以来只编译,没具体看过程序代码)
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甲午耻，犹未雪。国人恨，何时灭。驾长车，踏破富士山缺。壮志饥餐日虏肉，
笑谈渴饮倭奴血。待从头，收拾旧山河，朝天阙。
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思一克
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PROXY, 对于CLIENT的一个连接,就建立一个到SERVER的连接.
所以,混杂的情况是没有的.
不同的FLOW的包混在一个LINK中是设计出问题了.
QUOTE:
原帖由 snow888 于 2007-10-17 17:02 发表
httpd - 2.2 里面是如何做的???
(PS:一直以来只编译,没具体看过程序代码)
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safedead
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TCP的话，这种设计是有问题的，标准代理服务器没有这么搞的
UDP的话，这种设计也不多见
我倒是干过这么一件事情
1个程序2000个线程，共享一个UDP套接字，不加锁
所有线程都通过这个fd发送日志
所有日志信息都是固定的1024字节，发送都是调用一次send()完成
在消息长度恒定并且只发送不接收这个特定条件下
工作效果还行
不会出现某个线程的日志和另外一个交错的情况
但是会丢失很少量日志，原因是UDP导致的 |
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