基于多反应堆的高并发服务器【C/C++/Reactor】（中）ChannelMap 模块的实现

（三）ChannelMap模块的实现

这个模块其实就是为Channel 来服务的，前面讲了Channel 这个结构体里边它封装了文件描述符。假如说我们得到了某一个文件描述符，需要基于这个文件描述符进行它对应的事件处理，那怎么办呢？ 我们就需要找到文件描述符对应的那个Channel ，因为在这个Channel 里边有事件对应的回调函数，只有找到Channel 之后，我们才能够知道当读事件被触发了，或者说写事件被触发了。咱们调用的函数是什么呢？在C语言里，没有stl容器的，那如何实现一个对应关系呢？最简单的方式就是使用数组。有一种查找效率更高的数据结构就是哈希，其实它就是通过数组来实现的。 通过空间换时间，牺牲一部分内存空间换取数据的读取效率。看下图，对于每个数组来说，都有一个唯一的下标，是从零开始的，对于文件描述符来说，最小值也是零，所以我们可以让数组的下标去对应文件描述符，0号下标对应0号文件描述符，1号下标对应1号文件描述符。假设说和客户端建立了一个连接，得到了5号文件描述符，那么前边的这些文件描述符是不是有可能是空的？也就是说下标对应的值是空的，这个有关系吗？没关系啊，因为前边说的咱们实现的这种map,主要的思路是空间换时间，所以要换取效率，必然是要牺牲一部分空间的。使用了这种方式，就直接能够通过下标来取出对应的值，不需要遍历。

主要介绍了ChannelMap 的实现思路，包括使用数组和哈希 等数据结构，以及如何通过空间换时间来提高查找效率。同时，还介绍了如何定义map对应的那个结构体，以及如何实例化这个数组。

核心观点:

1. 使用数组或哈希等数据结构实现ChannelMap，以提高查找效率。
2. 通过空间换时间的思想，牺牲一部分空间来换取效率。
3. 在map对应的结构体中，主要的数据成员是一个数组，数组的大小需要根据实际情况确定。
4. 需要实例化数组，并确定数组中存储的指针类型。

ChannelMap相关函数

(1) channelMapInit

功能:为ChannelMap分配内存

1. 分配内存给指针。
2. 计算内存大小：size * 指针的字节数（指针为4字节）。
3. 将map指针的地址返回给调用者。

(2) ChannelMapClear

功能：清空ChannelMap结构体。

1. 判断map是否为空。
2. 遍历数组，释放指针指向的内存（如果指针不为空）。
3. 释放数组指向的内存。
4. 将数组的size置为0。

注意事项：内存释放分为两部分，数组元素指向的内存和数组本身指向的内存。

(3) makeMapRoom数组扩容函数

功能：判断并扩容ChannelMap 中的list。

1. 判断当前list 的size 是否大于newSize。
2. 如果需要扩容，调用realloc 函数重新分配更大的内存给list。

注意事项：只有当map 中的size 小于newSize 时才需要进行扩容操作。

• Channel.h

#pragma once
#include "Channel.h"
struct ChannelMap {
    struct Channel** list;
    int size;// 记录指针指向的数组的元素总个数
};

// 初始化
struct ChannelMap* channelMapInit(int size);

// 清空map
void ChannelMapClear(struct ChannelMap* map);

// 重新分配内存空间
bool makeMapRoom(struct ChannelMap* map,int newSize,int unitSize);

• Channel.c

#include "ChannelMap.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct ChannelMap* channelMapInit(int size) {
    struct ChannelMap* map = malloc(sizeof(struct ChannelMap));
    map->size = size;
    map->list = (struct Channel**)malloc(sizeof(struct Channel*) * size);
    return map;
}

void ChannelMapClear(struct ChannelMap* map) {
    if(map != NULL) {
        for(int i=0;i<map->size;++i) {
            if(map->list[i] != NULL) {
                free(map->list[i]);
            }
        }
        free(map->list);
        map->list = NULL;
    }
    map->size=0;
}

bool makeMapRoom(struct ChannelMap* map,int newSize,int unitSize) {
    if(map->size < newSize) {
        int curSize = map->size;
        // 容量每次扩大原来的一倍
        while(curSize < newSize) {
            curSize*=2;
        }
        // 扩容 realloc
        struct Channel** temp = realloc(map->list,curSize * unitSize);
        if(temp == NULL) {
            return false;
        }
        map->list = temp;
        memset(&map->list[map->size],0,(curSize - map->size) * unitSize);
        map->size = curSize;
    }
    return true;
}

第一个精彩片段：channelMapInit 函数的实现，详细介绍了如何为ChannelMap 分配内存，包括计算内存大小和返回map指针的地址。对于理解ChannelMap如何创建和初始化非常重要，有助于理解后续的函数如何工作。

第二个精彩片段：ChannelMapClear 函数的实现，详细介绍了如何清空ChannelMap 结构体，包括释放内存和重置size。 这个片段对于理解如何管理和释放内存资源非常重要，有助于避免内存泄漏和其他相关问题。

内容概要：详细介绍了三个函数：channelMapInit 、ChannelMapClear 和makeMapRoom 对数组扩容函数的实现。这三个函数用于创建、初始化、清空和释放ChannelMap的内存，以及在必要时扩容数组。

核心观点：

1. channelMapInit 函数主要负责为ChannelMap分配内存，包括为指针成员分配内存，并根据元素个数和指针的字节数计算内存大小。
2. ChannelMapClear 函数用于清空ChannelMap 结构体，包括释放数组元素指向的内存和数组本身指向的内存，并将数组的size置为0。
3. 对数组扩容函数需要判断当前数组的size 是否小于newSize ，如果需要扩容，则调用realloc函数重新分配更大的内存给数组。