muduo源码分析之TcpServer模块
这次我们开始muduo
源代码的实际编写,首先我们知道muduo
是LT
模式,Reactor
模式,下图为Reactor
模式的流程图[来源1]
然后我们来看下muduo
的整体架构[来源1]
首先muduo
有一个主反应堆mainReactor
以及几个子反应堆subReactor
,其中子反应堆的个数由用户使用setThreadNum
函数设置,mainReactor
中主要有一个Acceptor
,当用户建立新的连接的时候,Acceptor
会将connfd
和对应的事件打包为一个channel
然后采用轮询的算法,指定将该channel
给所选择的subReactor
,以后该subReactor
就负责该channel
的所有工作。
TcpServer类
我们按照从上到下的思路进行讲解,以下内容我们按照一个简单的EchoServer
的实现思路来讲解,我们知道当我们自己实现一个Server
的时候,会在构造函数中实例化一个TcpServer
EchoServer(EventLoop *loop,const InetAddress &addr, const std::string &name): server_(loop, addr, name), loop_(loop){// 注册回调函数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));// 设置合适的loop线程数量 loopthread 不包括baseloopserver_.setThreadNum(3);}
于是我们去看下TcpServer
的构造函数是在干什么
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)
{// 当有新用户连接时候,会执行该回调函数acceptor_->setNewConnectionCallback(std::bind(&TcpServer::newConnection, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
}
我们只需要关注acceptor_(new Acceptor(loop, listenAddr, option == kReusePort))
和threadPool_(new EventLoopThreadPool(loop, name_))
首先很明确的一点,构造了一个Acceptor
,我们首先要知道Acceptor
主要就是连接新用户并打包为一个Channel
,所以我们就应该知道Acceptor
按道理应该实现socket
,bind
,listen
,accept
这四个函数。
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); // 绑定套接字// 有新用户的连接,执行一个回调(打包为channel)acceptChannel_.setReadCallback(std::bind(&Acceptor::handleRead, this));
}
其中Acceptor
中有个acceptSocket_
,其实就是我们平时所用的listenfd
,构造函数中实现了socket
,bind
,而其余的两个函数的使用在其余代码
// 开启服务器监听
void TcpServer::start()
{// 防止一个TcpServer被start多次if (started_++ == 0) {threadPool_->start(threadInitCallback_); // 启动底层的loop线程池,这里会按照设定了threadnum设置pool的数量loop_->runInLoop(std::bind(&Acceptor::listen, acceptor_.get()));}
}
我们知道,当我们设置了threadnum
之后,就会有一个mainloop
,那么这个loop_
就是那个mainloop
,其中可以看见这个loop_
就只做一个事情Acceptor::listen
。
void Acceptor::listen()
{listenning_ = true;acceptSocket_.listen(); // listenacceptChannel_.enableReading(); // acceptChannel_ => Poller
}
这里就实现了listen
函数,还有最后一个函数accept
,我们慢慢向下分析,从代码可以知道acceptChannel_.enableReading()
之后就会使得这个listenfd
所在的channel
对读事件感兴趣,那什么时候会有读事件呢,就是当用户建立新连接的时候,那么我们应该想一下,那当感兴趣的事件发生之后,listenfd
应该干什么呢,应该执行一个回调函数呀。注意Acceptor
构造函数中有这样一行代码acceptChannel_.setReadCallback(std::bind(&Acceptor::handleRead, this));
这就是那个回调,我们去看下handleRead
在干嘛。
// listenfd有事件发生了,就是有新用户连接了
void Acceptor::handleRead()
{InetAddress peerAddr;int connfd = acceptSocket_.accept(&peerAddr);if (connfd >= 0){// 若用户实现定义了,则执行,否则说明用户对新到来的连接没有需要执行的,所以直接关闭if (newConnectionCallback_){newConnectionCallback_(connfd, peerAddr); // 轮询找到subLoop,唤醒,分发当前的新客户端的Channel}else{::close(connfd);}}...
}
这里是不是就实现了accept
函数,至此当用户建立一个新的连接时候,Acceptor
就会得到一个connfd
和其对应的peerAddr
返回给mainloop
,这时候我们在注意到TcpServer
构造函数中有这样一行代码acceptor_->setNewConnectionCallback(std::bind(&TcpServer::newConnection, this,std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
我们给acceptor_
设置了一个newConnectionCallback_
,于是由上面的代码就可以知道,if (newConnectionCallback_)
为真,就会执行这个回调函数,于是就会执行TcpServer::newConnection
,我们去看下这个函数是在干嘛。
void TcpServer::newConnection(int sockfd, const InetAddress &peerAddr)
{// 轮询算法选择一个subloop来管理对应的这个新连接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());// 通过sockfd获取其绑定的本地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);// 根据连接成功的sockfd,创建TcpConnectionTcpConnectionPtr conn(new TcpConnection(ioLoop,connName,sockfd, // Socket ChannellocalAddr,peerAddr));connections_[connName] = conn;// 下面的回调时用户设置给TcpServer,TcpServer又设置给TcpConnection,TcpConnetion又设置给Channel,Channel又设置给Poller,Poller通知channel调用这个回调conn->setConnectionCallback(connectionCallback_);conn->setMessageCallback(messageCallback_);conn->setWriteCompleteCallback(writeCompleteCallback_);// 设置了如何关闭连接的回调conn->setCloseCallback(std::bind(&TcpServer::removeConnection, this, std::placeholders::_1));// 直接调用connectEstablishedioLoop->runInLoop(std::bind(&TcpConnection::connectEstablished, conn));
}
这里就比较长了,我先说下大概他干了啥事情:首先通过轮询找到下一个subloop
,然后将刚刚返回的connfd
和对应的peerAddr
以及localAddr
构造为一个TcpConnection
给subloop
,然后给这个conn
设置了一系列的回调函数,比如读回调,写回调,断开回调等等。下一章我们来说下上面的代码最后几行在干嘛。
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