服务器介绍

本项目大部分参考社长的TinyWebServer。首先认识一下什么是服务器。

服务器就是一个服务器软件（程序），其主要功能是通过HTTP协议与客户端（通常是浏览器browser）进行通信，并对其请求做出HTTP响应，返回客户端所请求的内容（文件，网页等）。

通常用户使用Web浏览器与相应服务器进行通信。在浏览器中键入 “域名” 或 “IP地址:端口号”，浏览器则先将你的域名解析成相应的IP地址或者直接根据你的IP地址向对应的Web服务器发送一个HTTP请求。这一过程首先要通过TCP协议的三次握手建立与目标Web服务器的连接，然后HTTP协议生成针对目标Web服务器的HTTP请求报文，通过TCP、IP等协议发送到目标Web服务器上。

服务器端整体运行流程

webserver的初始化

首先我们在服务器端通过mysql建立一个名叫“yourdb”的数据库，登录数据库的用户名和密码默认为root,123456。并且在“yourdb”中建立一张包含user和password两个字段的名叫user的表。

当我们在命令行运行服务器程序，我们可以自定义设置端口号，线程池数量，日志写入方式，反应堆模型等等。
因为我们程序将运行config.parse_arg()进行命令行解析，获取我们的自定义设置，当然也可以使用默认设置。

void Config::parse_arg(int argc, char*argv[]){int opt;//getopt()方法是用来分析命令行参数//argc：通常由 main 函数直接传入，表示参数的数量//argv：通常也由 main 函数直接传入，表示参数的字符串变量数组//*str用于参数的解析。例如 “abc:”，其中 -a，-b 就表示两个普通选项，//-c 表示一个必须有参数的选项，因为它后面有一个冒号。//全局变量optarg：如果某个选项有参数，这包含当前选项的参数字符串const char *str = "p:l:m:o:s:t:c:a:";while ((opt = getopt(argc, argv, str)) != -1){switch (opt){case 'p':{PORT = atoi(optarg);break;}case 'l':{LOGWrite = atoi(optarg);break;}case 'm':{TRIGMode = atoi(optarg);break;}case 'o':{OPT_LINGER = atoi(optarg);break;}case 's':{sql_num = atoi(optarg);break;}case 't':{thread_num = atoi(optarg);break;}case 'c':{close_log = atoi(optarg);break;}case 'a':{actor_model = atoi(optarg);break;}default:break;}}
}

接着调用默认构造函数初始化webserver对象，即创建HTTP对象数组和资源文件夹路径初始化。最后就可以运行webserver.init()进行初始化。

void WebServer::init(int port, string user, string passWord, string databaseName, int log_write, int opt_linger, int trigmode, int sql_num, int thread_num, int close_log, int actor_model)
{//初始端口号m_port = port;//初始登录名m_user = user;//初始登录密码m_passWord = passWord;//初始化数据库名m_databaseName = databaseName;//初始化数据库连接池数量m_sql_num = sql_num;//初始化线程池内的线程数量m_thread_num = thread_num;//初始化日志写入方式m_log_write = log_write;//初始优雅关闭连接m_OPT_LINGER = opt_linger;//初始化触发组合模式m_TRIGMode = trigmode;//关闭日志，默认0不关闭m_close_log = close_log;//初始化并发模式，默认proactorm_actormodel = actor_model;
}

日志、数据库、线程池和触发模式

日志和数据库均只有一个实例对象，均通过局部静态成员变量的懒汉模式实现单例模式。优点：延迟实例化，节约资源；线程安全；性能提高；不存在内存泄漏。

日志的初始化需要设置日志文件名，日志缓冲区大小，日志最大行数。如果是异步方式写入日志，我们还需要设置阻塞队列的大小，本项目借鉴生产者消费者模型，采用循环数组结构实现阻塞队列。

为什么要创建连接池？

从一般流程中可以看出，若系统需要频繁访问数据库，则需要频繁创建和断开数据库连接，而创建数据库连接是一个很耗时的操作，也容易对数据库造成安全隐患。

在程序初始化的时候，集中创建多个数据库连接，并把他们集中管理，供程序使用，可以保证较快的数据库读写速度，更加安全可靠。将数据库连接的获取与释放通过RAII机制封装（也称为**“资源获取就是初始化”**，是c++等编程语言常用的管理资源、避免内存泄露的方法），避免手动释放。

数据库连接池内部通过链表list存储mysql连接。并且使用信号量机制进行同步。

整个项目采用半同步\半反应堆的并发模式工作，线程池的内部构造类似数据库连接池，同样采样链表将HTTP对象存储起来形成请求队列，同时使用信号量机制和互斥锁进行同步。初始化线程池需要设置线程池数量（默认为8）、并发模式和能接受的最大请求队列长度。

需要设置用于监听的套接字（listenfd）和用于通信的套接字（connfd）的触发模式，默认是同步I/O模拟的proactor模式。

主线程监听连接

使用socket()创建一个用于监听连接的套接字，并绑定默认的网卡和默认的端口(9006)，我设置了端口复用，能复用处于TIME_WAIT的socket。

创建epoll实例，将listenfd加入epoll树并注册其读事件。

创建一对套接字进行管道通信，管道写端将定时信号发送给管道读端。管道读端的可读事件加入epoll实例中，即统一事件源。

统一事件源，是指将信号事件与其他事件一样被处理。

最后设置时钟信号和终止信号的的处理动作（即管道写端将信号发送给管道读端），至此就完成了准备工作。

主线程处理监控文件描述符上的事件

void WebServer::eventLoop()
{bool timeout = false;bool stop_server = false;while (!stop_server){//等待所监控文件描述符上有事件的产生//检测发生事件的文件描述符int number = epoll_wait(m_epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);if (number < 0 && errno != EINTR) //被中断的系统调用返回EINTR{LOG_ERROR("%s", "epoll failure");break;}//轮询文件描述符for (int i = 0; i < number; i++){int sockfd = events[i].data.fd;//处理新到的客户连接if (sockfd == m_listenfd){bool flag = dealclinetdata();if (false == flag)continue;}                         //对端断开连接|套接字意外关闭？|异常连接else if (events[i].events & (EPOLLRDHUP | EPOLLHUP | EPOLLERR)){//服务器端关闭连接，移除对应的定时器util_timer *timer = users_timer[sockfd].timer;deal_timer(timer, sockfd);}//处理信号//管道读端对应的文件描述符发生读事件else if ((sockfd == m_pipefd[0]) && (events[i].events & EPOLLIN)){bool flag = dealwithsignal(timeout, stop_server);if (false == flag)LOG_ERROR("%s", "dealclientdata failure");}//处理客户端发送数据的读事件else if (events[i].events & EPOLLIN){dealwithread(sockfd);}//处理向客户端发送数据的写事件else if (events[i].events & EPOLLOUT){dealwithwrite(sockfd);}}if (timeout){//处理定时任务，并重新定时以不断触发SIGALRM信号utils.timer_handler();LOG_INFO("%s", "timer tick");timeout = false;}}
}

从以上**dealwithread()和dealwithwrite()**内部实现可以看出两种并发模式（ reactor 和 proactor ）的区别。简单来说：

reactor模式中，主线程(I/O处理单元)只负责监听文件描述符上是否有事件发生，有的话立即通知工作线程(逻辑单元 )，读写数据、接受新连接及处理客户请求均在工作线程中完成。通常由同步I/O实现。

proactor模式中，主线程和内核负责处理读写数据、接受新连接等I/O操作，工作线程仅负责业务逻辑，如处理客户请求。

同步I/O模拟proactor模式的工作流程如下（epoll_wait为例）：

主线程往epoll内核事件表注册socket上的读就绪事件。
主线程调用epoll_wait等待socket上有数据可读。
当socket上有数据可读，epoll_wait通知主线程,主线程从socket循环读取数据，直到没有更多数据可读，然后将读取到的数据封装成一个请求对象并插入请求队列。
睡眠在请求队列上某个工作线程被唤醒，它获得请求对象并处理客户请求，然后往epoll内核事件表中注册该socket上的写就绪事件。
主线程调用epoll_wait等待socket可写。
当socket上有数据可写，epoll_wait通知主线程。主线程往socket上写入服务器处理客户请求的结果。

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