集群聊天室项目--muduo网络库的搭建及测试

陌路202025-12-05 12:45

Muduo 网络库完整搭建教程（Linux 环境）

Muduo 是基于 Reactor 模式的 Linux 专属 C++ 网络库，搭建核心是安装依赖→编译源码→验证安装，以下是 Ubuntu/CentOS 通用步骤，包含环境配置、编译细节、验证测试和常见问题解决。

一、搭建前提

  • 操作系统：Linux（推荐 Ubuntu 18.04+/CentOS 7+，muduo 依赖 epoll，不支持 Windows/macOS）；
  • 核心依赖：C++ 编译器（gcc 4.8+）、CMake（3.0+）、Boost 库（1.58+）、Git（拉取源码）。

二、分步搭建流程

步骤 1：安装基础编译工具与依赖

复制代码 
# 更新软件源
sudo apt update

# 安装基础编译工具（gcc/g++/make/cmake）
sudo apt install -y build-essential cmake

# 安装 Boost 库（muduo 依赖 boost-thread/boost-system）
sudo apt install -y libboost-dev libboost-thread-dev

# 安装 Git（拉取源码）
sudo apt install -y git

步骤 2：拉取 Muduo 源码

复制代码 
# 克隆官方仓库（若网络慢，可换国内镜像，如 gitee 镜像）
git clone https://github.com/chenshuo/muduo.git

# 进入源码目录
cd muduo

步骤 3：编译 Muduo 源码

Muduo 采用 CMake 构建，编译前需创建构建目录，避免污染源码：

复制代码 
# 创建 build 目录（规范编译目录）
mkdir build && cd build

# 配置 CMake（指定安装路径为 /usr/local，方便系统查找）
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local

# 编译（-j 后接线程数，建议等于 CPU 核心数，加速编译）
# 例如 4 线程：make -j4
make -j$(nproc)

步骤 4：安装 Muduo 库（关键）

编译完成后，将库文件和头文件安装到系统目录（/usr/local），方便后续项目链接：

复制代码 
sudo make install

步骤 5：验证安装是否成功

安装后会生成两类文件，检查是否存在即可确认：

复制代码 
# 检查头文件（muduo 核心头文件）
ls /usr/local/include/muduo/

# 检查库文件（静态库，muduo_base 基础库 + muduo_net 网络库）
ls /usr/local/lib/libmuduo_*.a

正常输出应包含：

  • 头文件：muduo/base/、muduo/net/ 等目录；
  • 库文件：libmuduo_base.a、libmuduo_net.a。

三、测试搭建结果（编写简单程序验证）

服务器代码：

cpp 复制代码 
#include<muduo/net/TcpServer.h>
#include<muduo/net/EventLoop.h>
#include<functional>
#include<string>
#include<iostream>
using namespace muduo;
using namespace muduo::net;
using namespace std;
class ChatServer
{
    TcpServer server_;
    EventLoop* loop_;
    //上报连接相关信息的回调函数
    void onConnection(const TcpConnectionPtr&);
    //上报读写事件相关信息的回调函数
    void onMessage(const TcpConnectionPtr&,Buffer*,Timestamp);
public:
    ChatServer(EventLoop*loop, const InetAddress& listenAddr,const string& nameArg);
    void start();

};
void ChatServer::onConnection(const TcpConnectionPtr &conn)
{
    if (conn->connected())
    {
        printf("ChatServer - %s connected\n", conn->peerAddress().toIpPort().c_str());
    }
    else
    {
        printf("ChatServer - %s disconnected\n", conn->peerAddress().toIpPort().c_str());
        conn->shutdown();
    }
}

void ChatServer::onMessage(const TcpConnectionPtr &conn, Buffer *buffer, Timestamp time)
{
    string buff=buffer->retrieveAllAsString();
    printf("ChatServer received message:%s\n", buff.c_str());
    conn->send(buff);
}

ChatServer::ChatServer(EventLoop *loop, const InetAddress &listenAddr, const string &nameArg) : loop_(loop), server_(loop, listenAddr, nameArg)
{
    server_.setConnectionCallback(
        std::bind(&ChatServer::onConnection,this,_1)
    );
    server_.setMessageCallback(
        std::bind(&ChatServer::onMessage,this,_1,_2,_3)
    );

    server_.setThreadNum(4);
}

void ChatServer::start()
{
    server_.start();
}

int main(){
    EventLoop loop;
    InetAddress addr("127.0.0.1", 6000);
    ChatServer server(&loop, addr, "ChatServer");
    server.start();
    loop.loop();
    return 0;
}

代码讲解：

代码分为 3 个核心部分：

  1. 头文件与命名空间：引入 Muduo 核心组件 + 基础工具；

  2. ChatServer 类封装：将服务器逻辑封装为类，包含连接 / 消息回调、服务器对象、Reactor 核心等；

  3. main 函数：初始化 Reactor 循环、监听地址、启动服务器，是程序入口。

1. 头文件与命名空间（基础依赖）
cpp 复制代码 
#include<muduo/net/TcpServer.h>   // Muduo 服务器核心类，封装监听/连接管理/线程池
#include<muduo/net/EventLoop.h>   // Reactor 核心，负责 epoll 事件循环
#include<functional>              // 用于 std::bind 绑定类成员函数为回调
#include<string>
#include<iostream>
using namespace muduo;            // 简化 muduo 库命名
using namespace muduo::net;       // 简化 muduo 网络模块命名
using namespace std;              // 简化标准库命名

  • TcpServer：Muduo 封装的 TCP 服务器，无需手动处理 epoll/accept，只需注册回调即可；

  • EventLoop：Reactor 模式的核心，每个线程最多一个，负责事件监听、分发；

  • functional：因为类的成员函数有隐含的 this 指针，需用 std::bind 绑定后才能适配 Muduo 的回调类型。

2. ChatServer 类定义（核心封装）
cpp 复制代码 
class ChatServer
{
    // 成员变量：
    TcpServer server_;    // Muduo 服务器对象（核心）
    EventLoop* loop_;     // Reactor 事件循环指针（指向主线程的 EventLoop）

    // 私有成员函数（回调函数）：
    void onConnection(const TcpConnectionPtr&);  // 连接状态变化回调
    void onMessage(const TcpConnectionPtr&,Buffer*,Timestamp);  // 数据读写回调

public:
    // 构造函数：初始化服务器对象、绑定回调、设置线程池
    ChatServer(EventLoop*loop, const InetAddress& listenAddr,const string& nameArg);
    void start();  // 启动服务器
};

  • 成员变量设计：

    • server_：TcpServer 是服务器的核心载体，封装了监听、连接管理、线程调度；

    • loop_：指向主线程的 EventLoop，传递给 TcpServer 后，服务器的 Acceptor（监听模块）会运行在该 EventLoop 中。

  • 回调函数声明：

    • onConnection：处理 "连接建立 / 断开" 事件；

    • onMessage：处理 "数据接收" 事件，参数包含连接对象、数据缓冲区、接收时间戳（Muduo 预定义的回调参数格式）。

3. onConnection 回调函数（连接事件处理）
cpp 复制代码 
void ChatServer::onConnection(const TcpConnectionPtr &conn)
{
    if (conn->connected())  // 判断连接是否建立（三次握手完成）
    {
        printf("ChatServer - %s connected\n", conn->peerAddress().toIpPort().c_str());
    }
    else  // 连接断开（四次挥手/网络异常）
    {
        printf("ChatServer - %s disconnected\n", conn->peerAddress().toIpPort().c_str());
        conn->shutdown();  // 主动关闭连接（半关闭写端，释放资源）
    }
}

  • 核心参数 TcpConnectionPtr ：是 std::shared_ptr<TcpConnection> 的别名，Muduo 用智能指针管理连接生命周期，避免野指针；

  • 关键接口：

    • conn->connected()：判断当前连接是否处于 "已建立" 状态；

    • conn->peerAddress()：获取客户端的 IP:Port（InetAddress 类型），toIpPort() 转为字符串；

    • conn->shutdown()：主动关闭连接（关闭写端，触发 TCP 四次挥手，避免资源泄漏）。

4. onMessage 回调函数（数据读写处理）
cpp 复制代码 
void ChatServer::onMessage(const TcpConnectionPtr &conn, Buffer *buffer, Timestamp time)
{
    string buff=buffer->retrieveAllAsString();  // 读取缓冲区所有数据并清空
    printf("ChatServer received message:%s\n", buff.c_str());
    conn->send(buff);  // 回显数据给客户端（异步发送）
}

  • 参数解析：

    • Buffer* buffer：Muduo 封装的缓冲区，解决 TCP 粘包 / 拆包问题（流式协议无消息边界）；

    • Timestamp time：数据接收完成的时间戳（示例中未使用，可用于日志 / 性能统计）；

  • 核心操作：

    • buffer->retrieveAllAsString()：读取缓冲区中所有可读数据，转为字符串，并移动读指针（清空缓冲区）；

    • conn->send(buff)：异步发送数据给客户端 ------ 若数据能一次性写入 socket，则直接发送；若写满，则存入写缓冲区，等待 EPOLLOUT 事件触发后继续发送（Muduo 自动处理，无需手动关注非阻塞写）。

5. ChatServer 构造函数（初始化核心逻辑）
cpp 复制代码 
ChatServer::ChatServer(EventLoop *loop, const InetAddress &listenAddr, const string &nameArg) 
    : loop_(loop), server_(loop, listenAddr, nameArg)  // 初始化列表
{
    // 绑定连接回调：将类成员函数 onConnection 转为 Muduo 可识别的回调类型
    server_.setConnectionCallback(
        std::bind(&ChatServer::onConnection,this,_1)
    );
    // 绑定消息回调：将类成员函数 onMessage 转为 Muduo 可识别的回调类型
    server_.setMessageCallback(
        std::bind(&ChatServer::onMessage,this,_1,_2,_3)
    );

    server_.setThreadNum(4);  // 设置工作线程池大小为 4
}

  • 初始化列表注意点 ：类中 server_ 声明在 loop_ 之前，但初始化列表先初始化 loop_、后初始化 server_------ 编译器会触发 "成员初始化顺序不匹配" 警告（不影响功能，但建议调整类成员声明顺序：先 loop_，后 server_）。

  • 回调绑定核心（std::bind） ：Muduo 的回调类型是 std::function，而类的成员函数有隐含的 this 指针，需用 std::bind 绑定：

    • this：指向当前 ChatServer 对象，保证回调能调用到当前对象的成员函数；

    • _1/_2/_3：占位符，对应回调函数的参数（onConnection 有 1 个参数，onMessage 有 3 个参数）。

  • setThreadNum(4)：设置 Muduo 的工作线程池大小为 4------Muduo 采用 "单 Reactor 多线程" 模型：

    • 主线程（Reactor 线程）：处理 Acceptor 监听事件（新连接建立）；

    • 4 个工作线程：处理已建立连接的读写事件（onMessage 运行在工作线程）。

6. start 成员函数（启动服务器）
cpp 复制代码 
void ChatServer::start()
{
    server_.start();  // 调用 TcpServer::start()，底层启动 Acceptor 监听端口 + 启动工作线程池
}
  • TcpServer::start() 做两件核心事：
    1. 启动 Acceptor：调用 listen() 监听指定端口，开始接收新连接；
    2. 启动线程池：创建 4 个工作线程，每个线程绑定一个 EventLoop，用于处理连接的读写事件。
7. main 函数（程序入口）
cpp 复制代码 
int main(){
    EventLoop loop;  // 创建主线程的 EventLoop（Reactor 核心，阻塞运行）
    InetAddress addr("127.0.0.1", 6000);  // 监听地址：127.0.0.1:6000
    ChatServer server(&loop, addr, "ChatServer");  // 创建服务器对象
    server.start();  // 启动服务器
    loop.loop();     // 启动 Reactor 事件循环（阻塞，直到退出）
    return 0;
}

  • 核心流程：

    1. EventLoop loop：主线程创建 EventLoop，是整个服务器的 "心脏"，负责 epoll 事件监听 / 分发；

    2. InetAddress addr：指定服务器监听的 IP 和端口（127.0.0.1 表示仅本地可访问，若需外网访问改为 0.0.0.0）；

    3. ChatServer server：初始化服务器，绑定回调、设置线程池；

    4. server.start()：启动监听和线程池；

    5. loop.loop()：进入无限循环，调用 epoll_wait 等待事件（新连接、数据读写、信号等），并分发事件到对应回调 ------这行代码会阻塞主线程，直到服务器退出。

运行结果：

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