C++負載均衡遠程調用學習之訂閱功能與發布功能

目錄

?

1.lars-DnsV0.1回顧

2.Lars-DnsV0.2-訂閱功能的訂閱模塊分析

3.Lars-DnsV0.2-訂閱模塊的類的單例創建及方法屬性初始化

4.Lars-DnsV0.2-發布功能的實現

5.Lars-DnsV0.2-發布功能的總結

6.Lars-DnsV0.2-訂閱流程復習

7.Lars-DnsV0.2-訂閱模塊的集成

8.Lars-DnsV0.2訂閱模塊的測試

9.Lars-DnsV0.2訂閱模塊測試2

10.Lars-DnsV0.2的發布問題bug修復

11.Lars-DnsV0.2訂閱發布流程梳理

?

1.lars-DnsV0.1回顧

6) Route訂閱模式

### 6.1 訂閱模塊的設計與實現????????

?????????訂閱模式整體的設計.

> lars_dns/include/subscribe.h

```c
#pragma once

#include <vector>
#include <pthread.h>
#include <ext/hash_set>
#include <ext/hash_map>
#include "lars_reactor.h"
#include "lars.pb.h"
#include "dns_route.h"

using namespace __gnu_cxx;


//定義訂閱列表數據關系類型，key->modid/cmdid， value->fds(訂閱的客戶端文件描述符)
typedef hash_map<uint64_t, hash_set<int>> subscribe_map;

//定義發布列表的數據關系類型, key->fd(訂閱客戶端的文件描述符), value->modids
typedef hash_map<int, hash_set<uint64_t>> publish_map;

2.Lars-DnsV0.2-訂閱功能的訂閱模塊分析

class SubscribeList {
public:
????//設計單例
????static void init()??{
????????_instance = new SubscribeList();
????}

????static SubscribeList *instance() {
????????//保證init方法在這個進程執行中，只執行一次
????????pthread_once(&_once, init);
????????return _instance;
????}

????//訂閱
????void subscribe(uint64_t mod, int fd);
????
????//取消訂閱
????void unsubscribe(uint64_t mod, int fd);
????
????//發布
????void publish(std::vector<uint64_t> &change_mods);

????//根據在線用戶fd得到需要發布的列表
????void make_publish_map(listen_fd_set &online_fds,?
??????????????????????????publish_map &need_publish);
????
????
private:
????//設計單例
????SubscribeList();
????SubscribeList(const SubscribeList &);
????const SubscribeList& operator=(const SubscribeList);

????static SubscribeList *_instance;
????static pthread_once_t _once;


????subscribe_map _book_list; //訂閱清單
????pthread_mutex_t _book_list_lock;

????publish_map _push_list; //發布清單
????pthread_mutex_t _push_list_lock;
};
```

?????????首先`SubscribeList`采用單例設計。這里面定義了兩種數據類型

3.Lars-DnsV0.2-訂閱模塊的類的單例創建及方法屬性初始化

``c
//定義訂閱列表數據關系類型，key->modid/cmdid， value->fds(訂閱的客戶端文件描述符)
typedef hash_map<uint64_t, hash_set<int>> subscribe_map;

//定義發布列表的數據關系類型, key->fd(訂閱客戶端的文件描述符), value->modids
typedef hash_map<int, hash_set<uint64_t>> publish_map;
```

?????????`subscribe_map`是目前dns系統的總體訂閱列表，記錄了訂閱的modid/cmdid都有哪些fds已經訂閱了，啟動一個fd就代表一個客戶端。

?????????`publish_map`是即將發布的表，啟動這里面是subscribe_map的一個反表，可以是訂閱的客戶端fd，而value是該客戶端需要接收的訂閱modid/cmdid數據。

**屬性**：

`_book_list`：目前dns已經全部的訂閱信息清單。

`_push_list`：目前dns即將發布的客戶端及訂閱信息清單。

**方法**

`void subscribe(uint64_t mod, int fd)`: 加入modid/cmdid 和訂閱的客戶端fd到_book_list中。

`void unsubscribe(uint64_t mod, int fd)`:取消一條訂閱數據。

`void publish(std::vector<uint64_t> &change_mods)`: 發布訂閱數據，其中change_mods是需要發布的那些modid/cmdid組合。

`void make_publish_map(listen_fd_set &online_fds, publish_map &need_publish)`: 根據目前在線的訂閱用戶，得到需要通信的發布訂閱列表。

4.Lars-DnsV0.2-發布功能的實現

//根據在線用戶fd得到需要發布的列表
void SubscribeList::make_publish_map(
????????????listen_fd_set &online_fds,?
????????????publish_map &need_publish)
{
????publish_map::iterator it;

????pthread_mutex_lock(&_push_list_lock);
????//遍歷_push_list 找到 online_fds匹配的數據，放到need_publish中
????for (it = _push_list.begin(); it != _push_list.end(); it++)??{
????????//it->first 是 fd
????????//it->second 是 modid/cmdid
????????if (online_fds.find(it->first) != online_fds.end()) {
????????????//匹配到
????????????//當前的鍵值對移動到need_publish中
????????????need_publish[it->first] = _push_list[it->first];
????????????//當該組數據從_push_list中刪除掉
????????????_push_list.erase(it);
????????}
????}

????pthrea

5.Lars-DnsV0.2-發布功能的總結

//發布
void SubscribeList::publish(std::vector<uint64_t> &change_mods)
{
????//1 將change_mods已經修改的mod->fd?
????//??放到 發布清單_push_list中?
????pthread_mutex_lock(&_book_list_lock);
????pthread_mutex_lock(&_push_list_lock);

????std::vector<uint64_t>::iterator it;

????for (it = change_mods.begin(); it != change_mods.end(); it++) {
????????uint64_t mod = *it;
????????if (_book_list.find(mod) != _book_list.end()) {
????????????//將mod下面的fd set集合拷遷移到 _push_list中
????????????hash_set<int>::iterator fds_it;
????????????for (fds_it = _book_list[mod].begin(); fds_it != _book_list[mod].end(); fds_it++) {
????????????????int fd = *fds_it;
????????????????_push_list[fd].insert(mod);
????????????}
????????}
????}

????pthread_mutex_unlock(&_push_list_lock);
????pthread_mutex_unlock(&_book_list_lock);

????//2 通知各個線程去執行推送任務
????server->thread_poll()->send_task(push_change_task, this);
}
```

?????????這里需要注意的是`publish()`里的server變量是全局變量，全局唯一的server句柄。

6.Lars-DnsV0.2-訂閱流程復習

### 6.2 開啟訂閱

?????????那么訂閱功能實現了，該如何是調用觸發訂閱功能能，我們可以在一個客戶端建立連接成功之后來調用.



>??lars_dns/src/dns_service.cpp

```c
#include <ext/hash_set>
#include "lars_reactor.h"
#include "subscribe.h"
#include "dns_route.h"
#include "lars.pb.h"

tcp_server *server;

using __gnu_cxx::hash_set;

typedef hash_set<uint64_t> client_sub_mod_list;

// ...

//訂閱route 的modid/cmdid
void create_subscribe(net_connection * conn, void *args)
{
????conn->param = new client_sub_mod_list;
}

//退訂route 的modid/cmdid
void clear_subscribe(net_connection * conn, void *args)
{
????client_sub_mod_list::iterator it;
????client_sub_mod_list *sub_list = (client_sub_mod_list*)conn->param;

????for (it = sub_list->begin(); it??!= sub_list->end(); it++) {
????????uint64_t mod = *it;
????????SubscribeList::instance()->unsubscribe(mod, conn->get_fd());
????}

????delete sub_list;

????conn->param = NULL;
}

int main(int argc, char **argv)
{
????event_loop loop;

????//加載配置文件
????config_file::setPath("conf/lars_dns.conf");
????std::string ip = config_file::instance()->GetString("reactor", "ip", "0.0.0.0");
????short port = config_file::instance()->GetNumber("reactor", "port", 7778);


????//創建tcp服務器
????server = new tcp_server(&loop, ip.c_str(), port);

????//==========注冊鏈接創建/銷毀Hook函數============
????server->set_conn_start(create_subscribe);
????server->set_conn_close(clear_subscribe);
??????//============================================

????//注冊路由業務
????server->add_msg_router(lars::ID_GetRouteRequest, get_route);

????//開始事件監聽????
????printf("lars dns service ....\n");
????loop.event_process();

????return 0;
}
```

?????????這里注冊了兩個鏈接Hook。`create_subscribe()`和`clear_subscribe()`。

`client_sub_mod_list`為當前客戶端鏈接所訂閱的route信息列表。主要存放當前客戶訂閱的modid/cmdid的集合。因為不同的客戶端訂閱的信息不同，所以要將該列表與每個conn進行綁定。

7.Lars-DnsV0.2-訂閱模塊的集成

## 7) Backend Thread實時監控

?????????????Backend Thread的后臺總業務流程如下:

![11-Lars-dns_BackendThread](./pictures/11-Lars-dns_BackendThread.png)

### 7.1 數據庫表相關查詢方法實現

?????????我們先實現一些基本的數據表達查詢方法：

> lars_dns/src/dns_route.cpp

```c
/*
?*??return 0, 表示 加載成功，version沒有改變
?*?????????1, 表示 加載成功，version有改變
?*?????????-1 表示 加載失敗
?* */
int Route::load_version()
{
????//這里面只會有一條數據
????snprintf(_sql, 1000, "SELECT version from RouteVersion WHERE id = 1;");

????int ret = mysql_real_query(&_db_conn, _sql, strlen(_sql));
????if (ret)
????{
????????fprintf(stderr, "load version error: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return -1;
????}

????MYSQL_RES *result = mysql_store_result(&_db_conn);
????if (!result)
????{
????????fprintf(stderr, "mysql store result: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return -1;
????}

????long line_num = mysql_num_rows(result);
????if (line_num == 0)
????{
????????fprintf(stderr, "No version in table RouteVersion: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return -1;
????}

????MYSQL_ROW row = mysql_fetch_row(result);
????//得到version

????long new_version = atol(row[0]);

????if (new_version == this->_version)
????{
????????//加載成功但是沒有修改
????????return 0;
????}
????this->_version = new_version;
????printf("now route version is %ld\n", this->_version);

????mysql_free_result(result);

????return 1;
}

8.Lars-DnsV0.2訂閱模塊的測試

//加載RouteChange得到修改的modid/cmdid
//將結果放在vector中
void Route::load_changes(std::vector<uint64_t> &change_list)?
{
????//讀取當前版本之前的全部修改?
????snprintf(_sql, 1000, "SELECT modid,cmdid FROM RouteChange WHERE version <= %ld;", _version);

????int ret = mysql_real_query(&_db_conn, _sql, strlen(_sql));
????if (ret)
????{
????????fprintf(stderr, "mysql_real_query: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return ;
????}

????MYSQL_RES *result = mysql_store_result(&_db_conn);
????if (!result)
????{
????????fprintf(stderr, "mysql_store_result %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return ;
????}

????long lineNum = mysql_num_rows(result);
????if (lineNum == 0)
????{
????????fprintf(stderr,??"No version in table ChangeLog: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return ;
????}
????MYSQL_ROW row;
????for (long i = 0;i < lineNum; ++i)
????{
????????row = mysql_fetch_row(result);
????????int modid = atoi(row[0]);
????????int cmdid = atoi(row[1]);
????????uint64_t key = (((uint64_t)modid) << 32) + cmdid;
????????change_list.push_back(key);
????}
????mysql_free_result(result);????
}

9.Lars-DnsV0.2訂閱模塊測試2

//將RouteChange
//刪除RouteChange的全部修改記錄數據,remove_all為全部刪除
//否則默認刪除當前版本之前的全部修改
void Route::remove_changes(bool remove_all)
{
????if (remove_all == false)
????{
????????snprintf(_sql, 1000, "DELETE FROM RouteChange WHERE version <= %ld;", _version);
????}
????else
????{
????????snprintf(_sql, 1000, "DELETE FROM RouteChange;");
????}
????int ret = mysql_real_query(&_db_conn, _sql, strlen(_sql));
????if (ret != 0)
????{
????????fprintf(stderr, "delete RouteChange: %s\n", mysql_error(&_db_conn));
????????return ;
????}?

????return;
}
```

這里面提供了基本的對一些表的加載和刪除操作：

`load_version()`：加載當前route信息版本號。

`load_route_data()`:加載`RouteData`信息表，到_temp_pointer中。

`swap()`:將__temp_pointer的表數據同步到_data_temp表中.

`load_changes()`：加載RouteChange得到修改的modid/cmdid，將結果放在vector中

`remove_changes()`:清空之前的修改記錄。

10.Lars-DnsV0.2的發布問題bug修復

### 7.2 Backend Thread業務流程實現



> lars_dns/src/dns_route.cpp

```c
//周期性后端檢查db的route信息的更新變化業務
//backend thread完成
void *check_route_changes(void *args)
{
????int wait_time = 10;//10s自動修改一次，也可以從配置文件讀取
????long last_load_time = time(NULL);

????//清空全部的RouteChange
????Route::instance()->remove_changes(true);

????//1 判斷是否有修改
????while (true) {
????????sleep(1);
????????long current_time = time(NULL);

????????//1.1 加載RouteVersion得到當前版本號
????????int ret = Route::instance()->load_version();
????????if (ret == 1) {
????????????//version改版 有modid/cmdid修改
????????????//2 如果有修改

????????????//2.1 將最新的RouteData加載到_temp_pointer中
????????????if (Route::instance()->load_route_data() == 0) {
????????????????//2.2 更新_temp_pointer數據到_data_pointer map中
????????????????Route::instance()->swap();
????????????????last_load_time = current_time;//更新最后加載時間
????????????}

????????????//2.3 獲取被修改的modid/cmdid對應的訂閱客戶端,進行推送?????????
????????????std::vector<uint64_t> changes;
????????????Route::instance()->load_changes(changes);

????????????//推送
????????????SubscribeList::instance()->publish(changes);

????????????//2.4 刪除當前版本之前的修改記錄
????????????Route::instance()->remove_changes();

????????}
????????else {
????????????//3 如果沒有修改
????????????if (current_time - last_load_time >= wait_time) {
????????????????//3.1 超時,加載最新的temp_pointer
????????????????if (Route::instance()->load_route_data() == 0) {
????????????????????//3.2 _temp_pointer數據更新到_data_pointer map中
????????????????????Route::instance()->swap();
????????????????????last_load_time = current_time;
????????????????}
????????????}
????????}
????}

????return NULL;
}
```

11.Lars-DnsV0.2訂閱發布流程梳理

完成dns模塊的訂閱功能測試V0.3

?????????我們提供一個修改一個modid/cmdid的sql語句來觸發訂閱條件，并且讓dns service服務器主動給訂閱的客戶端發送該訂閱消息。

> lars_dns/test/test_insert_dns_route.sql

```sql
USE lars_dns;

SET @time = UNIX_TIMESTAMP(NOW());

INSERT INTO RouteData(modid, cmdid, serverip, serverport) VALUES(1, 1, 3232235953, 9999);
UPDATE RouteVersion SET version = @time WHERE id = 1;

INSERT INTO RouteChange(modid, cmdid, version) VALUES(1, 1, @time);
```



客戶端代碼:

> lars_dns/test/lars_dns_test1.cpp

```c
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <string>
#include "lars_reactor.h"
#include "lars.pb.h"

//命令行參數
struct Option
{
????Option():ip(NULL),port(0) {}

????char *ip;
????short port;
};


Option option;

void Usage() {
????printf("Usage: ./lars_dns_test -h ip -p port\n");
}

//解析命令行
void parse_option(int argc, char **argv)
{
????for (int i = 0; i < argc; i++) {
????????if (strcmp(argv[i], "-h") == 0) {
????????????option.ip = argv[i + 1];
????????}
????????else if (strcmp(argv[i], "-p") == 0) {
????????????option.port = atoi(argv[i + 1]);
????????}
????}

????if ( !option.ip || !option.port ) {
????????Usage();
????????exit(1);
????}

}

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