C/C++高性能服务器网络库框架libhv源码解读

libhv是国人开发的开源C/C++跨平台网络库，底层功能由C实现(60%)，使用C++封装(30%)，可用于实现C/C++高性能服务器。

本章是学习libhv框架的简单记录，想学习使用libhv的朋友可以多看看作者的博客，写的很详细：https://hewei.blog.csdn.net/?type=blog
github上的中文文档：https://github.com/ithewei/libhv/tree/master/docs/cn

推荐libhv的理由：
1、完善的跨平台处理（Linux, Windows, macOS, Android, iOS, BSD, Solaris）。
2、功能全面，涵盖了大部分常用的服务端开发模块，实际开发中即使不使用libhv库，也可以从中找到需要的模块移植到自己的项目中。
3、核心的事件循环等模块，分别实现了C和C++封装，可适用于纯C项目或C++项目。
4、国人开发，有中文文档，代码可读性强，方便移植和二次开发，非常值得学习和借鉴。

libhv功能划分

1、基础模块：原子操作，内存分配与释放，字符串操作，文件夹/路径操作，随机数，大小端字节序，数学函数，线程锁，跨平台宏，日期时间，文件操作，文件缓存，dir/ls，url，常用宏定义。
2、数据结构：动态数组宏，堆，缓存，链表，队列，红黑树，MultiMap，JSON。
3、功能模块：日志，网络日志，错误，命令行参数，配置文件，信号处理，软件版本，自动析构，单例宏，线程私有变量，资源池，线程池，拆包组包。
4、网络模块：socket通用接口，ifconfig,心跳,重连，转发，tcp客户端/服务端，udp客户端/服务端，http客户端/服务端，WebSocket客户端/服务端。
5、事件循环：事件，事件循环，事件循环线程，事件循环线程池，定时器，网络IO，异步自定义事件，epoll，poll，select，iocp(win)，kqueue(OS_BSD/OS_MAC)，evport(OS_SOLARIS)。
6、协议编码：gRPC，rudp，kcp，ssl，tls，mqtt，dns，ftp，icmp，smtp，base64，md5，sha1。

libhv源码框架

按文件夹划分：base（C基础模块），cpputil（C++基础模块），event（C事件循环），evpp（C++事件循环封装），http（http封装），mqtt（MQTT协议客户端），protocol（常用协议），ssl，util（编码和加密）。

base

array.h

#define ARRAY_DECL,预定义宏实现的动态数组。

hatomic.h

原子操作，如果是C++11环境使用std标准库里的原子定义，否则自定义原子数据类型。

hbase.h

基础接口，内存的分配与释放，字符串处理，创建文件夹，文件类型路径判断，可执行文件路径，生成随机数，url 解析等。

hbuf.h

缓存(hbuf_t)，带偏移的缓存(offset_buf_t)，带头和尾位置的缓存(fifo_buf_t)。
class HBuf : public hbuf_t，对 hbuf_t 的封装，提供接口：data、size、isNull、cleanup、resize、copy。
class HVLBuf : public HBuf，对 HBuf 的封装，可扩容的缓存。
class HRingBuf : public HBuf，对 HBuf 的封装，环形缓存。

hdef.h

常用宏定义，取绝对值，数组大小，安全释放指针，字节合并与拆分，字母大小写，是否16进制等。

heap.h

数据结构堆，struct heap_node，struct heap，并提供操作接口：heap_init、heap_replace、heap_swap、heap_insert、heap_remove、heap_dequeue。
heap时间复杂度：查询最小的超时时间复杂度为O(1)，添加删除复杂度O(lgN)。

hendian.h

大小端，字节序操作。

herr.h

错误码定义，使用宏定义的方式，可根据错误码查询错误描述。

hlog.h

日志记录，C语言风格，提供宏接口，没有使用独立线程，多线程通过锁确保安全；可以设置字体颜色，日志级别，日志文件大小，日志保存天数。

hmain.h

命令行参数解析，后台运行、创建pid文件，信号处理：signal_init，signal_handle，开始、停止、重启进程，master-workers多进程模式、崩溃自动重启等。

hmath.h

数学函数

hmutex.h

线程同步锁，互斥锁、读写锁、条件变量、信号量的宏定义，class MutexLock、class SpinLock、class RWLock、class LockGuard 对上述的封装。

hplatform.h

实现跨平台相关的宏

hproc.h

多进程操作

hsocket.h

socket通用接口封装

hsysinfo.h

获取系统信息

hthread.h

class HThread，线程基类封装，线程状态、睡眠策略、线程暂停与重新开始。
全局接口：hv_getpid 获取进程ID，hv_gettid 获取线程ID。

htime.h

日期时间，时间获取，时间格式化，时间转换等。

hversion.h

软件版本获取，版本转换。

list.h

struct list_head，struct hlist_head，struct hlist_node，自定义链表。
list时间复杂度：添加删除复杂度为O(1)，遍历访问。

netinet.h

IP、UDP、TCP、ICMP头定义，checksum。

queue.h

队列，宏定义实现,先进先出，#define QUEUE_DECL(type, qtype)。

rbtree.h

红黑树

cpputil

hasync.h

class HV_EXPORT GlobalThreadPool : public HThreadPool，封装 HThreadPool ，实现单例。
class async，接口：startup，启动 GlobalThreadPool 线程池。
auto async(Fn&& fn, Args&&… args)，全局接口，在 GlobalThreadPool 线程池中执行异步任务。

hdir.h

typedef struct hdir_s，接口：listdir，功能类似linux中的ls命令和windows中的dir命令。

hfile.h

class HFile，文件操作，成员：filepath，FILE* fp，接口：open、close、remove、rename、read、write、seek、tell、readall、readline、readrange。

hmap.h

class MultiMap : public multimap<Key, Value>，把[]操作符封装成insert。

hobjectpool.h

class HObjectFactory，接口：static T* create()，return new T;提供接口创建对象。
class HObjectPool，对象池，类似资源池的设计，设置固定大小的对象池，池内有空闲对象则直接用；没有空闲对象但还没超过池的最大值，直接new一个；如果超过了池的最大值，阻塞等待_timeout时间，此期间有对象被归还给池则使用，超时则分配失败。（Bad design）
class HPoolObject，对 HObjectPool 的封装，可使用 HPoolObject 获取 HObjectPool 池中的一个对象，成员：HObjectPool<T, TFactory> pool_，std::shared_ptr sptr_。

hpath.h

class HV_EXPORT HPath，提供静态接口，常用路径操作，如exists、isdir、isfile、islink，一个完整路径的每段获取，文件名、后缀名、文件夹名等。

hscope.h

class Defer，构建时传入 Function，析构时执行Function。
class ScopeCleanup，类似 Defer，但可通过bind绑定 Function 和参数列表。
class ScopeFree，构造时传入指针，析构时使用 free 释放指针。
class ScopeDelete，构造时传入指针，析构时使用 delete 释放指针。
class ScopeDeleteArray，构造时传入指针，析构时使用 delete 释放指针数组。
class ScopeRelease，构造时传入指针，析构时使用 release 接口释放指针。
class ScopeLock，构造时对线程锁lock，析构时unlock。

hstring.h

std::string操作封装，转换，大小写转换，反转，比较，是否包含，拼接，分隔，修剪，替换等。
class StringCaseLess : public std::less<std::string>，重载operator()，比较字符串大小。

hthreadpool.h

class HThreadPool，线程池，成员：std::list threads，std::queue tasks;接口：start、stop、pause、resume、commit；线程池共享一个任务队列，commit 提交任务到队列，通过信号量唤醒线程执行；设置最大和最小线程数量，不忙时减少线程数量至最小，忙时增加线程数量至最大。

hurl.h

class HV_EXPORT HUrl，url格式转换。

ifconfig.h

接口：ifconfig，提供类似linux命令ifconfig的功能，返回 ifconfig_t 数组，查询内容：name、ip、mask、broadcast、mac。

iniparser.h

class HV_EXPORT IniParser，配置文件读写。

json.hpp

json操作封装（25000多行代码…）。

singleton.h

单例宏定义。

ThreadLocalStorage.h

class HV_EXPORT ThreadLocalStorage，线程私有变量 pthread_key_t 的封装，接口：set，get，setThreadName等。

event

hkcp.h

kcp封装

ikcp.h

kcp宏定义和相关接口。

hevent.h

事件结构体定义，宏定义，struct hloop_s，struct hidle_s，struct htimer_s，struct htimeout_s，struct hperiod_s，struct hio_s 等，hio_t 相关接口。
hloop_s：事件循环结构体，包含运行状态、线程ID、用户数据、激活事件数、定时器事件堆、IO事件数组、空闲事件链表、自定义事件队列、事件优先级队列、互斥锁、事件FD（用于唤醒事件循环）等。

hloop.h

事件循环线程接口，和 hevent 一样是C语言风格的，提供结构体(hevent_s)和全局接口，包括 socket IO接口、事件循环线程接口、定时器接口、SSL/TLS接口的封装等，拆包设置、可靠udp、重连设置、负载均衡等。
hevent_s：libhv中的事件包括IO事件、timer定时器事件、idle空闲事件、自定义事件，所有事件均继承自该基类。

iowatcher.h

epoll/poll/select/iocp(win)/kqueue(OS_BSD/OS_MAC)/evport(OS_SOLARIS)相关接口，iowatcher_init，iowatcher_add_event，iowatcher_del_event等。

nlog.h

网络日志，接口：network_logger、nlog_listen，成员：network_logger_t s_logger，创建tcp服务端，接受客户端接入，收到客户端消息写入日志。

overlapio.h

重叠IO

rudp.h

可靠用户数据报协议（RUDP）?

unpack.h

拆包接口，hio_unpack，可按照固定长度、分隔符、头部长度字段拆包。

evpp

Buffer.h

typedef HBuf Buffer; typedef std::shared_ptr BufferPtr;

Channel.h

class Channel，把 hio_t 以及C风格接口封装成C++的类。
class SocketChannel : public Channel，加入SSL/TLS，对Channel的进一步封装。

Event.h

struct Event，struct Timer，分别封装 hevent_t 和 htimer_t。

EventLoop.h

class EventLoop : public Status,基于已有或新建 hloop_t 创建事件循环类，成员：hloop_t*，customEvents自定义任务队列，timers定时器队列，接口：run（调用 hloop_run，循环处理epoll/IO事件、定时器事件、自定义事件），stop，pause，resume，setTimer，killTimer，queueInLoop等，可以启动、停止、暂停、重新开始事件循环，增加/删除定时器，把自定义任务加入队列等。

EventLoopThread.h

class EventLoopThread : public Status，成员：EventLoopPtr loop_，std::shared_ptrstd::thread thread_;接口：start、stop，开始/停止事件循环线程，把 EventLoop 的事件循环放在 thread_ 线程里执行。

EventLoopThreadPool.h

class EventLoopThreadPool : public Status，成员：thread_num_、std::vector loop_threads_;接口：start，stop，loop（获取一个 EventLoop），nextLoop（可选轮询调度、随机调度、最小连接数调度）；创建指定数量的 EventLoopThread 事件循环线程池。

Status.h

class Status，封装线程状态。

TcpClient.h

class TcpClientEventLoopTmpl，成员：remote_addr，reconn_setting，EventLoopPtr,接口：createsocket，bind，startConnect，startReconnect，send等，tcp客户端接口。
class TcpClientTmpl : private EventLoopThread, public TcpClientEventLoopTmpl，接口：start，stop。
typedef TcpClientTmpl TcpClient;

TcpServer.h

class TcpServerEventLoopTmpl，成员:host,port,listenfd,EventLoopThreadPool,EventLoopPtr,channels,接口：createsocket，closesocket，setMaxConnectionNum，setThreadNum，startAccept，stopAccept，addChannel，connectionNum，broadcast，onAccept等，tcp服务端。
class TcpServerTmpl : private EventLoopThread, public TcpServerEventLoopTmpl,接口：start，stop。
typedef TcpServerTmpl TcpServer;

TimerThread.h

class TimerThread : public EventLoopThread，接口：setTimer，resetTimer，setInterval，killTimer，创建一个事件循环线程，用来执行定时器。

UdpClient.h

class UdpClientEventLoopTmpl，成员：EventLoopPtr，remote_host，remote_port，接口：createsocket，bind，startRecv，sendto等，udp客户端。
class UdpClientTmpl : private EventLoopThread, public UdpClientEventLoopTmpl，接口：start，stop。
typedef UdpClientTmpl UdpClient;

UdpServer.h

class UdpServerEventLoopTmpl，成员：host，port，EventLoopPtr；接口：createsocket，startRecv，stopRecv，start，sendto，udp服务端。
class UdpServerTmpl : private EventLoopThread, public UdpServerEventLoopTmpl，接口：start，stop。
typedef UdpServerTmpl UdpServer;

http

client/
AsyncHttpClient.h

class ConnPool，struct HttpClientTask，struct HttpClientContext。
class AsyncHttpClient : private EventLoopThread，异步http客户端，在事件循环线程发起http请求，在线程内异步接收http响应并解析，成员：std::map<int, SocketChannelPtr> channels;std::map<std::string, ConnPool> conn_pools;成员：send。

axios.h

模拟nodejs axios api

requests.h

模拟python requests api

HttpClient.h

class HttpClient，成员：struct http_client_s http_client_t;同步http客户端，也可进行 AsyncHttpClient 异步操作。

WebSocketClient.h

class WebSocketClient : public TcpClientTmpl，WebSocket客户端，成员：HttpParserPtr、HttpRequestPtr、HttpResponsePtr、WebSocketParserPtr。

server/
FileCache.h

struct file_cache_s，文件缓存结构体。
class FileCache，文件缓存类，成员：FileCacheMap cached_files;成员：Open，Close。

http_page.h

http页面构造，提供接口：make_http_status_page，make_index_of_page，创建 html 格式字符串。

HttpContext.h

struct HttpContext，管理http内容，提供设置和查询接口，成员：HttpService*，HttpRequestPtr，HttpResponsePtr，HttpResponseWriterPtr。

HttpHandler.h

class HttpHandler，http处理主类，成员：hio_t，HttpService，HttpRequestPtr，HttpResponsePtr，HttpResponseWriterPtr，HttpParserPtr，HttpContextPtr，http_handler，WebSocketService，WebSocketChannelPtr，WebSocketParserPtr 等，以及相关接口。

HttpMiddleware.h

class HttpMiddleware，接口：CORS(HttpRequest* req, HttpResponse* resp)。

HttpResponseWriter.h

class HttpResponseWriter : public SocketChannel，http 响应发送类，成员：HttpResponsePtr，接口：WriteHeader、WriteCookie、WriteBody 等。

HttpServer.h

struct http_server_t，http服务端结构体。
class HttpServer : public http_server_t，http服务端类，对 http_server_t 封装接口。

HttpService.h

http业务类 (包括api service、web service、indexof service)，struct http_handler,struct http_method_handler,struct HV_EXPORT HttpService。

WebSocketServer.h

struct WebSocketService，class WebSocketServer : public HttpServer，WebSocket服务类。

grpcdef.h

gRPC封装定义，gRPC是Google公司开发的一个高性能、开源和通用的 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计；RPC是指远程过程调用。

httpdef.h

http定义，http_status(200OK,404notfound等)、http_method(POST/GET等)、http_content_type 标识码/枚举/描述的映射，并提供方法用于标识码与描述的相互转换，如404对应Not Found。

http_parser.h

http1解析实现，错误码 http_errno，结构体 http_parser、http_parser_settings，http解析方法 http_parser_init、http_parser_execute 等。

HttpParser.h

class HV_EXPORT HttpParser，http解析基类，抽象类。

Http1Parser.h

class Http1Parser : public HttpParser，http1解析类。

Http2Parser.h

http2解析类

http_content.h

struct FormData,格式化数据；struct FormFile : public FormData；typedef HV_MAP<std::string, FormData> MultiPart;
提供接口：dump_multipart、parse_multipart、dump_json、parse_json。
multipart_parser.h
multipart 解析，struct multipart_parser，接口：multipart_parser_init、multipart_parser_execute 等。

HttpMessage.h

http 请求响应类，struct NetAddr，struct HttpCookie，class HttpMessage。
class HV_EXPORT HttpRequest : public HttpMessage，http 请求。
class HV_EXPORT HttpResponse : public HttpMessage，http 响应。

wsdef.h

websocket 接口定义，enum ws_opcode，ws_build_frame，ws_encode_key 等。

websocket_parser.h

websocket 解析基础功能，struct websocket_parser，struct websocket_parser_settings，接口：websocket_parser_init，websocket_parser_execute 等。

WebSocketChannel.h

class WebSocketChannel : public SocketChannel，WebSocket封装，成员：Buffer sendbuf_，std::mutex mutex_；接口：send、sendPing、sendPong。

WebSocketParser.h

class WebSocketParser，websocket 解析类。

mqtt

mqtt_client.h

typedef struct mqtt_client_s mqtt_client_t;class MqttClient，mqtt 协议客户端。

mqtt_protocol.h

mqtt 协议，接口：mqtt_head_pack，mqtt_head_unpack。

protocol

dns.h

dns 解析接口，nslookup。

ftp.h

ftp 协议封装，struct ftp_handle_t，接口：ftp_command_str，ftp_connect，ftp_login，ftp_quit，ftp_upload，ftp_download，ftp_download_with_cb等。

icmp.h

icmp 协议，接口：ping，模拟ping命令。

smtp.h

smtp 协议，struct mail_t，接口：smtp_command_str，smtp_status_str，smtp_build_command，sendmail。

ssl

hssl.h

SSL协议封装，结构体和接口定义。

util

base64.h

BASE64编解码

md5.h

MD5数字摘要，生成字符串或文件的 md5 值，接口：hv_md5，hv_md5_hex。

sha1.h

SHA1安全散列算法，生成字符串或文件的 sha1 值，接口：hv_sha1，hv_sha1_hex。

libhv源码测试

开源项目中有很多测试代码，例如examples/，unittest/，evpp/，本章只测试几个核心模块。

EventLoopThread 事件循环线程测试

1、事件循环线程是一个网络框架的核心， libhv 把事件循环(EventLoopPtr)和线程(std::thread)分开封装，可以先创建 EventLoopPtr ，再创建 EventLoopThread 启动线程。

2、EventLoopThread 构建时可以传入已有的 EventLoopPtr ，如果不传则自动创建一个 EventLoopPtr ;也可传入Functor pre post ，分别在循环前和循环后执行。

3、EventLoopThread 可以暂停(HLOOP_STATUS_PAUSE 线程还在，只是不处理任务)，或无激活事件时退出线程，或只执行一次(HLOOP_FLAG_RUN_ONCE)，或一直执行。

libhv 事件循环线程主要处理3种任务：定时器，网络IO，自定义事件。
1、定时器：支持创建单次或循环定时器，存放在小顶堆(timers)中，堆顶即是最先超时的定时器，每次事件循环检测堆顶，超时的定时器会先出堆再重新入堆， libhv 会优先处理定时器任务。事件循环检测堆顶定时器后，会把下一次定时器超时时长 blocktime_ms 传入 epoll_wait ，避免过渡执行循环,如果没有定时器则 epoll_wait 默认100ms超时。
2、自定义任务：使用 epoll 实现事件监听，事件循环刚启动时创建事件(eventfds)和 epoll，调用 runInLoop 把自定义事件加入队列 customEvents ，并通过 eventfds 唤醒 epoll 执行循环。
3、网络IO：使用和自定义事件同一个 epoll 监听网络IO事件，比如创建tcp客户端时把fd传入epoll监听。

创建epoll调用栈

EventLoopThread::start->EventLoopThread::loop_thread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_create_eventfds->hread->hio_read->hio_add->iowatcher_add_event->iowatcher_init->epoll_create.

epoll_wait调用栈

EventLoopThread::start->EventLoopThread::loop_thread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_ios->iowatcher_poll_events.

详见源码目录：evpp/EventLoopThread_test.cpp

staticvoidonTimer(TimerID timerID,int n){printf("tid=%ld timerID=%lu time=%lus n=%d\n",hv_gettid(),(unsignedlong)timerID,(unsignedlong)time(NULL), n);}intEventLoopThread_Test(){
    HV_MEMCHECK;printf("main tid=%ld\n",hv_gettid());
    EventLoopThread loop_thread;const EventLoopPtr& loop = loop_thread.loop();//创建定时器// runEvery 1s
    loop->setInterval(1000, std::bind(onTimer, std::placeholders::_1,100));// runAfter 10s
    loop->setTimeout(10000,[&loop](TimerID timerID){
        loop->stop();});
    loop_thread.start();//创建异步自定义事件
    loop->queueInLoop([](){printf("queueInLoop tid=%ld\n",hv_gettid());});
    loop->runInLoop([](){printf("runInLoop tid=%ld\n",hv_gettid());});// wait loop_thread exit
    loop_thread.join();return0;}

定时器测试

详见源码目录：evpp/EventLoopThread_test.cpp
1、可以在 EventLoopThread 内添加定时器，也可以创建一个事件循环线程(TimerThread)专门用来执行定时器,定时器被存放在小顶堆(heap)中,堆顶就是最先超时的定时器.
2、创建定时器时会生成 TimerID(uint64_t 原子) 作为定时器的唯一标识,停止定时器和重启定时器需要传参 TimerID.

添加定时器调用栈

任意线程->EventLoop::setInterval->setTimerInLoop->runInLoop->添加自定义事件调用栈->事件循环线程->EventLoop::setTimer->htimer_add(hloop_t::timers)->添加到 EventLoop::timers

定时器超时调用栈

EventLoopThread::loop_thread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_timers->__hloop_process_timers->EVENT_PENDING(timer) 加入优先级队列->hloop_process_pendings 执行回调

PS: 刚添加定时器时不会立即更新 epoll_wait 超时时长,默认还是100ms超时(建议无事件时 epoll_wait 一直睡眠,添加定时器时立即唤醒一次线程更新 epoll_wait 超时时长).

异步自定义事件

详见源码目录：evpp/EventLoopThread_test.cpp
EventLoop::runInLoop 把自定义事件函数加入 EventLoop 的 customEvents 队列，使用eventfds唤醒线程执行，有锁线程安全，可以在任意线程调用。
添加自定义事件调用栈：

EventLoop::runInLoop->queueInLoop->postEvent->hloop_post_event->event_queue_push_back(&loop->custom_events, ev)
postEvent 传入回调(cb)，使用cb创建 EventPtr ev， ev 加入 EventLoop 的 customEvents ， ev->event 加入 loop->custom_events。

唤醒循环调用栈

EventLoopThread::loop_thread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_ios->iowatcher_poll_events->EVENT_PENDING(io) 加入待处理队列 pendings

待处理队列调用栈

EventLoopThread::loop_thread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_pendings->cur->cb(cur) 执行回调

hloop_s::pendings(待处理优先级队列),是个二维数组,每个优先级一个数组,优先处理高优先级的数组.

tcp客户端测试

创建tcp socket,非阻塞连接到tcp服务端,实现接收回调 onMessage,连接结果回调 onConnection,可以设置连接失败或断开时重连
创建socket

任意线程->TcpClient::createsocket->创建fd和 hio_t.

非阻塞连接

任意线程->TcpClient::start->事件循环线程->TcpClientTmpl::startConnect->SocketChannel::startConnect->hio_connect->系统调用 connect,根据返回值判断,epoll监听可写事件,创建超时定时器,超时或连接成功后->onConnection,判断是否重连

接收数据

epoll_wait调用栈->iowatcher_poll_events->EVENT_PENDING(io)添加到优先级队列->(处理优先级队列)hloop_process_pendings->hio_handle_events->nio_read->__read_cb->hio_handle_read->hio_read_cb->Channel::on_read->TcpClient::onMessage 执行自定义接收回调

数据发送

任意线程 runInLoop->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_pendings->EventLoop::onTimer->Channel::write ->hio_write->__nio_write,系统调用 send

使用 SocketChannel::write 发送,数据发送线程安全锁 hio_t::write_mutex ,支持多线程发送。

详见源码目录：evpp/TcpClient_test.cpp

intTcpClient_Test(){constchar* remote_host ="192.168.3.91";int remote_port =9090;
    TcpClient cli;//设置tcp组包策略为固定分隔符，只有收到OK时才会调用 onMessage 接收回调函数；//如果不设置 setUnpack ，则收到消息会直接调用 onMessage 回调。
    unpack_setting_t OK_unpack_setting;memset(&OK_unpack_setting,0,sizeof(unpack_setting_t));
    OK_unpack_setting.package_max_length = DEFAULT_PACKAGE_MAX_LENGTH;
    OK_unpack_setting.mode = UNPACK_BY_DELIMITER;
    OK_unpack_setting.delimiter[0]='O';
    OK_unpack_setting.delimiter[1]='K';
    OK_unpack_setting.delimiter_bytes =2;
    cli.setUnpack(&OK_unpack_setting);int connfd = cli.createsocket(remote_port, remote_host);if(connfd <0){return-20;}printf("client connect to port %d, connfd=%d ...\n", remote_port, connfd);//连接成功或断开连接回调
    cli.onConnection =[&cli](const SocketChannelPtr& channel){
        std::string peeraddr = channel->peeraddr();if(channel->isConnected()){printf("connected to %s! connfd=%d\n", peeraddr.c_str(), channel->fd());// send(time) every 3s//当连接成功时创建定时器，周期性向服务器发送消息setInterval(3000,[channel](TimerID timerID){if(channel->isConnected()){if(channel->isWriteComplete()){char str[DATETIME_FMT_BUFLEN]={0};
                        datetime_t dt =datetime_now();datetime_fmt(&dt, str);
                        channel->write(str);}}else{killTimer(timerID);}});}else{printf("disconnected to %s! connfd=%d\n", peeraddr.c_str(), channel->fd());}if(cli.isReconnect()){printf("reconnect cnt=%d, delay=%d\n", cli.reconn_setting->cur_retry_cnt, cli.reconn_setting->cur_delay);}};//接收消息回调
    cli.onMessage =[](const SocketChannelPtr& channel, Buffer* buf){printf("< %.*s\n",(int)buf->size(),(char*)buf->data());};//连接失败或断开时会重连，重连周期可设置固定、线性、指数等策略#ifTEST_RECONNECT// reconnect: 1,2,4,8,10,10,10...
    reconn_setting_t reconn;reconn_setting_init(&reconn);
    reconn.min_delay =1000;
    reconn.max_delay =10000;
    reconn.delay_policy =2;
    cli.setReconnect(&reconn);#endif#ifTEST_TLS
    cli.withTLS();#endif
    cli.start();
    std::string str;while(std::getline(std::cin, str)){if(str =="close"){
            cli.closesocket();}elseif(str =="start"){
            cli.start();}elseif(str =="stop"){
            cli.stop();break;}else{if(!cli.isConnected())break;
            cli.send(str);}}return0;}

tcp服务端测试

1、TcpServer 继承于 EventLoopThread ,tcp监听 startAccept 使用这个继承的 EventLoopThread 线程。
2、TcpServer 的基类 TcpServerEventLoopTmpl 拥有成员变量 EventLoopThreadPool,接入的tcp客户端分配到 EventLoopThreadPool。
3、新接入tcp客户端会创建 TSocketChannelPtr,存入 std::map<uint32_t, TSocketChannelPtr> channels 成员容器。

启动监听

任意线程->TcpServer::createsocket->Listen->ListenFD->系统调用 listen

监听tcp接入事件

EventLoop::runInLoop->…->TcpServerEventLoopTmpl::startAccept->haccept->hio_accept->hio_add->iowatcher_add_event,把 listenfd 添加到 epoll 监听.

tcp客户端接入

1、 tcp监听所在的 EventLoopThread->EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_pendings->hio_handle_events->nio_accept(accept)->__accept_cb->hio_accept_cb->TcpServerEventLoopTmpl::onAccept,
2、在分配的 EventLoopThreadPool 线程执行：
runInLoop->EventLoop::run->…->TcpServerEventLoopTmpl::newConnEvent->TcpServerEventLoopTmpl::onConnection,调用自定义的回调函数,tcp新接入和断开时均调用该回调函数。

接收数据

EventLoop::run->hloop_run->hloop_process_events->hloop_process_pendings->hio_handle_events->nio_read->__read_cb->hio_handle_read->hio_read_cb->Channel::on_read->TcpServerEventLoopTmpl::newConnEvent->TcpServerEventLoopTmpl::onMessage,调用自定义接收回调,运行在分配的 EventLoopThreadPool 线程

数据发送

和tcp客户端类似,使用 SocketChannel::write 发送,建议使用分配的 EventLoopThreadPool 线程发送,也可在任意线程发送,线程安全锁 hio_t::write_mutex

详见源码目录：evpp/TcpServer_test.cpp

intTcpServer_Test(){int port =9090;hlog_set_level(LOG_LEVEL_DEBUG);
    TcpServer srv;int listenfd = srv.createsocket(port);if(listenfd <0){return-20;}printf("server listen on port %d, listenfd=%d ...\n", port, listenfd);//当有客户端接入和断开时执行回调
    srv.onConnection =[](const SocketChannelPtr& channel){
        std::string peeraddr = channel->peeraddr();if(channel->isConnected()){printf("%s connected! connfd=%d id=%d tid=%ld\n", peeraddr.c_str(), channel->fd(), channel->id(), currentThreadEventLoop->tid());}else{printf("%s disconnected! connfd=%d id=%d tid=%ld\n", peeraddr.c_str(), channel->fd(), channel->id(), currentThreadEventLoop->tid());}};//收到客户端消息回调
    srv.onMessage =[](const SocketChannelPtr& channel, Buffer* buf){// echoprintf("< %.*s\n",(int)buf->size(),(char*)buf->data());
        channel->write(buf);};//设置EventLoopThreadPool     worker_threads 线程数量
    srv.setThreadNum(4);//设置线程分配策略，最小连接数优先
    srv.setLoadBalance(LB_LeastConnections);#ifTEST_TLS
    hssl_ctx_opt_t ssl_opt;memset(&ssl_opt,0,sizeof(hssl_ctx_opt_t));
    ssl_opt.crt_file ="cert/server.crt";
    ssl_opt.key_file ="cert/server.key";
    ssl_opt.verify_peer =0;
    srv.withTLS(&ssl_opt);#endif//启动监听线程和任务线程池
    srv.start();
    std::string str;while(std::getline(std::cin, str)){if(str =="close"){
            srv.closesocket();}elseif(str =="start"){
            srv.start();}elseif(str =="stop"){
            srv.stop();break;}else{
            srv.broadcast(str.data(), str.size());}}return0;}

udp客户端测试

详见源码目录：evpp/UdpClient_test.cpp
UdpClient 构建可传入已有EventLoopThread，不传入时自动创建一个 EventLoopThread。

intUdpClient_Test(){constchar* remote_host ="192.168.3.91";int remote_port =9090;
    UdpClient cli;//创建udp客户端，指定远端IP和端口号，本地端口号随机分配int sockfd = cli.createsocket(remote_port, remote_host);if(sockfd <0){return-20;}//接收回调printf("client sendto port %d, sockfd=%d ...\n", remote_port, sockfd);
    cli.onMessage =[](const SocketChannelPtr& channel, Buffer* buf){printf("< %.*s\n",(int)buf->size(),(char*)buf->data());};
    cli.start();// sendto(time) every 3s//创建定时器，间隔向对端发送消息
    cli.loop()->setInterval(3000,[&cli](TimerID timerID){char str[DATETIME_FMT_BUFLEN]={0};
        datetime_t dt =datetime_now();datetime_fmt(&dt, str);
        cli.sendto(str);});
    std::string str;while(std::getline(std::cin, str)){if(str =="close"){
            cli.closesocket();}elseif(str =="start"){
            cli.start();}elseif(str =="stop"){
            cli.stop();break;}else{
            cli.sendto(str);}}return0;}

udp服务端测试

详见源码目录：evpp/UdpServer_test.cpp
UdpServer 构建可传入已有EventLoopThread，不传入时自动创建一个 EventLoopThread。

intUdpServer_Test(){int port =9090;
    UdpServer srv;//创建udp服务端，绑定IP和端口号int bindfd = srv.createsocket(port);if(bindfd <0){return-20;}printf("server bind on port %d, bindfd=%d ...\n", port, bindfd);//接收回调//UdpServer 不记录接收到消息的历史udp客户端， io->peeraddr 只记录上一次接收到消息的udp客户端//channel->write 是发消息给 io->peeraddr//UdpServer::sendto 默认发给 io->peeraddr ，指定 peeraddr 时是发给指定的udp客户端。
    srv.onMessage =[](const SocketChannelPtr& channel, Buffer* buf){// echoprintf("< %.*s\n",(int)buf->size(),(char*)buf->data());
        channel->write(buf);};//启动 EventLoopThread 线程
    srv.start();
    std::string str;while(std::getline(std::cin, str)){if(str =="close"){
            srv.closesocket();}elseif(str =="start"){
            srv.start();}elseif(str =="stop"){
            srv.stop();break;}else{
            srv.sendto(str);}}return0;}

标签： c语言 c++ 服务器

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