快捷導(dǎo)航

muduo源碼分析之TcpServer模塊詳細介紹

更新時間：2022年04月25日 11:47:05 作者：小坤學(xué)習(xí)園

這篇文章主要介紹了muduo源碼分析之TcpServer模塊,本文通過實例圖文相結(jié)合給大家介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

這次我們開始muduo源代碼的實際編寫，首先我們知道muduo是LT模式，Reactor模式，下圖為Reactor模式的流程圖[來源1]

然后我們來看下muduo的整體架構(gòu)[來源1]

首先muduo有一個主反應(yīng)堆mainReactor以及幾個子反應(yīng)堆subReactor，其中子反應(yīng)堆的個數(shù)由用戶使用setThreadNum函數(shù)設(shè)置，mainReactor中主要有一個Acceptor，當用戶建立新的連接的時候，Acceptor會將connfd和對應(yīng)的事件打包為一個channel然后采用輪詢的算法，指定將該channel給所選擇的subReactor，以后該subReactor就負責該channel的所有工作。

TcpServer類

我們按照從上到下的思路進行講解，以下內(nèi)容我們按照一個簡單的EchoServer的實現(xiàn)思路來講解，我們知道當我們自己實現(xiàn)一個Server的時候，會在構(gòu)造函數(shù)中實例化一個TcpServer

EchoServer(EventLoop *loop,
           const InetAddress &addr, 
           const std::string &name)
    : server_(loop, addr, name)
        , loop_(loop)
    {
        // 注冊回調(diào)函數(shù)
        server_.setConnectionCallback(
            std::bind(&EchoServer::onConnection, this, std::placeholders::_1)
        );

        server_.setMessageCallback(
            std::bind(&EchoServer::onMessage, this,
                      std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3)
        // 設(shè)置合適的loop線程數(shù)量 loopthread 不包括baseloop
        server_.setThreadNum(3);
    }

于是我們?nèi)タ聪?code>TcpServer的構(gòu)造函數(shù)是在干什么

TcpServer::TcpServer(EventLoop *loop,
                const InetAddress &listenAddr,
                const std::string &nameArg,
                Option option)
                : loop_(CheckLoopNotNull(loop))
                , ipPort_(listenAddr.toIpPort())
                , name_(nameArg)
                , acceptor_(new Acceptor(loop, listenAddr, option == kReusePort))
                , threadPool_(new EventLoopThreadPool(loop, name_))
                , connectionCallback_()
                , messageCallback_()
                , nextConnId_(1)
                , started_(0)
{
    // 當有新用戶連接時候，會執(zhí)行該回調(diào)函數(shù)
    acceptor_->setNewConnectionCallback(std::bind(&TcpServer::newConnection, this, 
        std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
}

我們只需要關(guān)注acceptor_(new Acceptor(loop, listenAddr, option == kReusePort))和threadPool_(new EventLoopThreadPool(loop, name_))
首先很明確的一點，構(gòu)造了一個Acceptor，我們首先要知道Acceptor主要就是連接新用戶并打包為一個Channel，所以我們就應(yīng)該知道Acceptor按道理應(yīng)該實現(xiàn)socket，bind，listen，accept這四個函數(shù)。

Acceptor::Acceptor(EventLoop *loop, const InetAddress &listenAddr, bool reuseport)
    : loop_(loop), acceptSocket_(createNonblocking()) // socket
      ,
      acceptChannel_(loop, acceptSocket_.fd()), listenning_(false)
{
    acceptSocket_.setReuseAddr(true);
    acceptSocket_.setReusePort(true);
    acceptSocket_.bindAddress(listenAddr); // 綁定套接字
    // 有新用戶的連接，執(zhí)行一個回調(diào)（打包為channel）
    acceptChannel_.setReadCallback(std::bind(&Acceptor::handleRead, this));
}

其中Acceptor中有個acceptSocket_，其實就是我們平時所用的listenfd，構(gòu)造函數(shù)中實現(xiàn)了socket，bind，而其余的兩個函數(shù)的使用在其余代碼

// 開啟服務(wù)器監(jiān)聽
void TcpServer::start()
{
	// 防止一個TcpServer被start多次
    if (started_++ == 0) 
    {
        threadPool_->start(threadInitCallback_); // 啟動底層的loop線程池,這里會按照設(shè)定了threadnum設(shè)置pool的數(shù)量
        loop_->runInLoop(std::bind(&Acceptor::listen, acceptor_.get()));
    }
}

我們知道，當我們設(shè)置了threadnum之后，就會有一個mainloop，那么這個loop_就是那個mainloop，其中可以看見這個loop_就只做一個事情Acceptor::listen。

void Acceptor::listen()
{
    listenning_ = true;
    acceptSocket_.listen();         // listen
    acceptChannel_.enableReading(); // acceptChannel_ => Poller
}

這里就實現(xiàn)了listen函數(shù)，還有最后一個函數(shù)accept，我們慢慢向下分析，從代碼可以知道acceptChannel_.enableReading()之后就會使得這個listenfd所在的channel對讀事件感興趣，那什么時候會有讀事件呢，就是當用戶建立新連接的時候，那么我們應(yīng)該想一下，那當感興趣的事件發(fā)生之后，listenfd應(yīng)該干什么呢，應(yīng)該執(zhí)行一個回調(diào)函數(shù)呀。注意Acceptor構(gòu)造函數(shù)中有這樣一行代碼acceptChannel_.setReadCallback(std::bind(&Acceptor::handleRead, this));這就是那個回調(diào)，我們?nèi)タ聪?code>handleRead在干嘛。

// listenfd有事件發(fā)生了，就是有新用戶連接了
void Acceptor::handleRead()
{
    InetAddress peerAddr;
    int connfd = acceptSocket_.accept(&peerAddr);
    if (connfd >= 0)
    {
        // 若用戶實現(xiàn)定義了，則執(zhí)行，否則說明用戶對新到來的連接沒有需要執(zhí)行的，所以直接關(guān)閉
        if (newConnectionCallback_)
        {
            newConnectionCallback_(connfd, peerAddr); // 輪詢找到subLoop，喚醒，分發(fā)當前的新客戶端的Channel
        }
        else
        {
            ::close(connfd);
        }
    }
    ...
}

這里是不是就實現(xiàn)了accept函數(shù)，至此當用戶建立一個新的連接時候，Acceptor就會得到一個connfd和其對應(yīng)的peerAddr返回給mainloop，這時候我們在注意到TcpServer構(gòu)造函數(shù)中有這樣一行代碼acceptor_->setNewConnectionCallback(std::bind(&TcpServer::newConnection, this,std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));我們給acceptor_設(shè)置了一個newConnectionCallback_，于是由上面的代碼就可以知道，if (newConnectionCallback_)為真，就會執(zhí)行這個回調(diào)函數(shù)，于是就會執(zhí)行TcpServer::newConnection，我們?nèi)タ聪逻@個函數(shù)是在干嘛。

void TcpServer::newConnection(int sockfd, const InetAddress &peerAddr)
{
    // 輪詢算法選擇一個subloop來管理對應(yīng)的這個新連接
    EventLoop *ioLoop = threadPool_->getNextLoop(); 
    char buf[64] = {0};
    snprintf(buf, sizeof buf, "-%s#%d", ipPort_.c_str(), nextConnId_);
    ++nextConnId_;
    std::string connName = name_ + buf;

    LOG_INFO("TcpServer::newConnection [%s] - new connection [%s] from %s \n",
        name_.c_str(), connName.c_str(), peerAddr.toIpPort().c_str());
    // 通過sockfd獲取其綁定的本地ip和端口
    sockaddr_in local;
    ::bzero(&local, sizeof local);
    socklen_t addrlen = sizeof local;
    if (::getsockname(sockfd, (sockaddr*)&local, &addrlen) < 0)
    {
        LOG_ERROR("sockets::getLocalAddr");
    }
    InetAddress localAddr(local);
    // 根據(jù)連接成功的sockfd,創(chuàng)建TcpConnection
    TcpConnectionPtr conn(new TcpConnection(
                            ioLoop,
                            connName,
                            sockfd,   // Socket Channel
                            localAddr,
                            peerAddr));
    connections_[connName] = conn;
	// 下面的回調(diào)時用戶設(shè)置給TcpServer，TcpServer又設(shè)置給TcpConnection，TcpConnetion又設(shè)置給Channel，Channel又設(shè)置給Poller，Poller通知channel調(diào)用這個回調(diào)
    conn->setConnectionCallback(connectionCallback_);
    conn->setMessageCallback(messageCallback_);
    conn->setWriteCompleteCallback(writeCompleteCallback_);
    // 設(shè)置了如何關(guān)閉連接的回調(diào)
    conn->setCloseCallback(
        std::bind(&TcpServer::removeConnection, this, std::placeholders::_1)
    );
    // 直接調(diào)用connectEstablished
    ioLoop->runInLoop(std::bind(&TcpConnection::connectEstablished, conn));
}

這里就比較長了，我先說下大概他干了啥事情：首先通過輪詢找到下一個subloop，然后將剛剛返回的connfd和對應(yīng)的peerAddr以及localAddr構(gòu)造為一個TcpConnection給subloop，然后給這個conn設(shè)置了一系列的回調(diào)函數(shù)，比如讀回調(diào)，寫回調(diào)，斷開回調(diào)等等。下一章我們來說下上面的代碼最后幾行在干嘛。

到此這篇關(guān)于muduo源碼分析之TcpServer模塊的文章就介紹到這了,更多相關(guān)muduo TcpServer模塊內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！