重写Sylar基于协程的服务器(7、TcpServer & HttpServer的设计与实现)

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重写Sylar基于协程的服务器系列:

重写Sylar基于协程的服务器(0、搭建开发环境以及项目框架 || 下载编译简化版Sylar)

重写Sylar基于协程的服务器(1、日志模块的架构)

重写Sylar基于协程的服务器(2、配置模块的设计)

重写Sylar基于协程的服务器(3、协程模块的设计)

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重写Sylar基于协程的服务器(5、IO协程调度模块的设计)

重写Sylar基于协程的服务器(6、HOOK模块的设计)

重写Sylar基于协程的服务器(7、TcpServer & HttpServer的设计与实现)

TcpServer模块架构图

将基于线程的主从Reactor模型进行协程的定制化修改,如图所示。

TcpServer实现

TcpServer类是一个服务器通用类,TcpServer类的实现是Server端专门用来管理Tcp连接的,主要的成员函数及作用如下:

  1. 构造函数,用户在构造一个TcpServer时会传三个类型都为IOManager的参数,参数名以功能命名,分别是:worker、io_worker、accept_worker。

  2. bind函数,因为一台服务器有可能有多个<ip,端口>对,所以用户在调用bind函数时,可能会传入多个地址对,bind函数就是负责为这些ip地址创建套接字,并且将ip地址和固定端口绑定,开始监听这些套接字。

  3. start函数,创建accept协程,并将accept协程放到accept_worker协程调度器里面去,accept协程实际上就是回调函数是TcpServer::startAccept的协程。

    start函数的伪代码:

  4. startAccept函数,是一个接受客户端连接的回调函数,内部是一个调用accept函数的死循环,在接受到一个socketfd后,将套接字封装成IO协程,并放入io_worker协程调度器中进行调度。IO协程就是回调函数是TcpServer::handleClient函数的协程。

    startAccept函数的伪代码:

  5. handleClient函数,该函数是一个虚函数,是专门用来和客户请求对接的协程,在TcpServer中是一个简单打印连接信息的虚函数,想要实现一个实用的服务器(如HTTP服务器、FTP服务器等)只需要对handleClient函数做定制化重写即可。

    handleClient函数伪代码:

HTTP服务器的实现

HttpServer类继承TcpServer类并重写TcpServer::handleClient函数。

HttpServer类重写了handleClient函数,内部实现为不断调用recvRequest函数的死循环,recvRequest函数底层会调用read函数读取并解析客户请求。在调用revcRequest函数后会将解析的请求提交给Servlet类处理请求,Servlet层会返回回复报文,然后利用sendResponse函数,将回复报文发送回客户端。sendResponse函数底层调用write函数。

handleClient函数重写如下:

感兴趣的同学,可以阅读一下本文实现的源码:https://github.com/LunarStore/lunar

于此Sylar基础模块设计的讲解完结。

除了基于协程的服务器外,推荐读者也可以去看一下Muduo基于线程的网络库的设计。两者对比着学习才能有更好的理解。sylar相对于Muduo来说,性能确实没那么高,但是sylar设计的初衷是奔着框架去的,所以sylar基础设施做的特别好,比如有Muduo没有的配置模块、动态库模块、daemon模块等,sylar另一大优势是对网络编程友好,可以以同步的方式进程网络业务的编写,同时享受异步的性能。而深入阅读Muduo其实就可以发现Muduo网络库One Loop Per Thread的思想,和Nginx的One Loop Per Process有神奇的相似之处,这种模型,靠着每个线程都有自己的loop和任务队列,将需要跨线程执行的任务添加到各自的队列中去串行执行,加锁的临界区会很小,几乎不需要锁。所以Muduo性能很高。

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