muduo網絡庫介紹
muduo網絡庫是陳碩大神開發的基于主從Reactor模式的,事件驅動的高性能網絡庫。
網絡編程中有很多是事務性的工作,使用muduo網絡庫,用戶只需要填上關鍵的業務邏輯代碼,并將回調注冊到框架中,就可以實現完整的網絡服務。
muduo網絡庫的核心是one loop per thread + thread pool,有一個main Reactor負責accept連接,然后將連接掛在某個sub Reactor中(muduo通過round-robin算法選擇一個sub Reactor)。這樣該連接的所有操作都由該sub Reactor進行處理,多個連接可能被分派到多個線程中,以充分利用CPU。
muduo采用的是固定大小的Reactor poll,池的大小由用戶進行設置,通常所有Reactor的個數應該等于CPU的數目。這樣程序的總體處理能力不會隨連接數增加而下降。由于一個連接完全由一個線程管理,那么請求的順序性有保證,突發請求也不會占滿所有CPU。把IO分配個多給線程,防止出現一個Reactor的處理能力飽和。
小規模計算可以在當前IO線程完成并發回結果,從而降低響應的延遲。如果需要大規模計算,可以再交給一個線程池讓其進行處理,從而防止阻塞當前sub Reactor導致響應變慢。
如果TCP連接有優先級之分,可以將高優先級的連接放在一個單獨的sub Reactor來處理,從而避免優先級反轉。
使用muduo實現echo服務器
由于網絡庫封裝了網絡IO代碼,所以不同的服務器的區別主要在于業務邏輯代碼的不同。echo服務器簡單地將來自客戶端的數據回發給客戶端,應該是業務邏輯最簡單的服務器了,通過了解如何使用muduo網絡庫實現echo服務器有助于我們了解使用muduo網絡庫的基本方法,如果需要對網絡部分進行優化就需要深入源碼了解muduo網絡庫的實現原理,本文不詳細涉及這部分(以后可能會更新關于muduo源碼剖析的博客)。
使用muduo網絡庫我們需要組合TcpServer
類,一般還需要保存EventLoop
指針。EventLoop
負責管理事件循環(epoll
),TcpServer
負責管理主Reactor(Acceptor
管理連接socket)和從Reactors(EventLoopThreadPool
管理客戶端socket)以及對于每種事件的回調,這些回調會被合適的地方調用(對應事件發生的時候)。我們需要給TcpServer
傳入base loop、監聽端口(和IP地址,一般是0.0.0.0
)、服務器名稱(打印日志),并且設置各種事件的回調,也就是在這里我們填入業務邏輯。
頭文件EchoServer.h
// Copyright(C), Edward-Elric233
// Author: Edward-Elric233
// Version: 1.0
// Date: 2022/7/11
// Description:
#ifndef CHATSERVER_ECHOSERVER_H
#define CHATSERVER_ECHOSERVER_H#include "muduo/net/TcpServer.h"
#include "muduo/net/EventLoop.h"
#include "muduo/net/InetAddress.h"
#include "muduo/net/TcpConnection.h"
#include <string>namespace edward {class EchoServer {using TcpServer = muduo::net::TcpServer;using EventLoop = muduo::net::EventLoop;using InetAddress = muduo::net::InetAddress;using TcpConnectionPtr = muduo::net::TcpConnectionPtr;using Buffer = muduo::net::Buffer;using Timestamp = muduo::Timestamp;TcpServer tcpServer_;EventLoop *loop_;void onConnectionCallback(const TcpConnectionPtr& conn);void onMessageCallback(const TcpConnectionPtr& conn, Buffer* buffer, Timestamp timestamp);public:EchoServer(EventLoop *loop, const InetAddress& address, const std::string &name);void start();};}#endif //CHATSERVER_ECHOSERVER_H
實現文件EchoServer.cpp
// Copyright(C), Edward-Elric233
// Author: Edward-Elric233
// Version: 1.0
// Date: 2022/7/11
// Description:
#include "EchoServer.h"
#include "utils.h"
#include <functional>namespace edward {using namespace std::placeholders;EchoServer::EchoServer(EventLoop *loop, const InetAddress& address, const std::string &name): tcpServer_(loop, address, name), loop_(loop) {//使用綁定器設置回調tcpServer_.setConnectionCallback(std::bind(&EchoServer::onConnectionCallback, this, _1));tcpServer_.setMessageCallback(std::bind(&EchoServer::onMessageCallback, this, _1, _2, _3));//根據本機的核數設置線程/Reactor數量,如果不設置默認為1個tcpServer_.setThreadNum(std::thread::hardware_concurrency());
}//有新連接時的回調void EchoServer::onConnectionCallback(const TcpConnectionPtr& conn) {if (conn->connected()) {} else {}}//連接上有消息到來時的回調void EchoServer::onMessageCallback(const TcpConnectionPtr& conn, Buffer* buffer, Timestamp timestamp) {std::string msg = buffer->retrieveAllAsString();print(conn->peerAddress().toIpPort(), ":[", msg, "]at", timestamp.toFormattedString());conn->send(msg);}void EchoServer::start() {tcpServer_.start(); //使用epoll_ctl將連接socket放在loop上進行監聽并設置對應的回調}}
我們將回調都設置為成員函數,這樣做的好處是我們往往要在回調中訪問其他系統資源,成員函數可以訪問數據成員避免傳參。
測試文件test.cpp
#include "EchoServer.h"
void test_EchoServer() {muduo::net::EventLoop loop;edward::EchoServer echoServer(&loop, muduo::net::InetAddress(6789), "EchoServer");echoServer.start();loop.loop();return;
}
測試結果
20220711 09:47:44.055888Z 26057 INFO TcpServer::newConnection [EchoServer] - new connection [EchoServer-0.0.0.0:6789#1] from 127.0.0.1:41678 - TcpServer.cc:80
127.0.0.1:41678 :[ Hello world
]at 20220711 09:47:49.515927
127.0.0.1:41678 :[ 123456
]at 20220711 09:47:56.117636
20220711 09:47:57.069940Z 26057 INFO TcpServer::removeConnectionInLoop [EchoServer] - connection EchoServer-0.0.0.0:6789#1 - TcpServer.cc:109
結語
掌握了muduo網絡基本的用法后就可以根據需要填充業務邏輯了,如果想要了解更多就需要深入源碼去了解啦。