C++高性能服务框架revolver:base结构分析

revolver基础库的结构图如下：

主要是三部分：reactor模块、关联组件模块、独立组件。

1.reactor

reactor模块主要是实现网络的分时复用设计的模块，可以在同一个线程模式下处理来自网络的读写事件、内部消息事件、定时器事件。以下是reactor的接口定义：

class CReactor
{
public:
       ....
  void  set_message_processor(IMessageProcessor* proc){msg_proc_ = proc;};

  virtual int32_t open_reactor(uint32_t number_of_handlers) = 0;
  virtual int32_t close_reactor() = 0;

  virtual int32_t event_loop() = 0;
  virtual int32_t stop_event_loop() = 0;

  //事件操作
  //添加一个事件的监听
  virtual int32_t register_handler(CEventHandler *handler, uint32_t masks) = 0;
  //删除一个事件的特定监听
  virtual int32_t remove_handler(CEventHandler *handler, uint32_t masks) = 0;
  //删除一个事件
  virtual int32_t delete_handler(CEventHandler *handler, bool del_event_obj = false) = 0;
  //定时器操作 
  //添加一个定时器
  virtual uint32_t set_timer(CEventHandler *event_handler, const void *act, uint32_t delay) = 0;
  //删除一个定时器
  virtual uint32_t cancel_timer(uint32_t timer_id, const void **act) = 0;

protected:
  IMessageProcessor* msg_proc_;
};

其中 

msg_proc_是内部消息队列处理器。

reactor的核心函数是event_loop,event_loop是事件轮询函数，所有的分时复用在其中实现，流程伪代码为:

void event_loop()
{
    ....
    //添加被监控的时间
    add_event_to_select(...);

    //设置SELECT堵塞时间
    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = 0;
    timeout.tv_usec = select_delay_ * 1000;
    
    //进行SOCKET集合的事件扫描
    int32_t count = ::select(max_fd, &read_set, &write_set, &expeption_set, &timeout);
    if(count > 0) {
      //进行SOCKET的事件处理
    }

    //扫描定时器
    select_delay_ = timer_queue_.expire();
    
    //扫描内部消息队列
    if(msg_proc_ != NULL){
      msg_proc_->processor();
    }
    ...
}

event_loop最主要的工作就是扫描事件。

1.1 EventHandler

CEventHandler是处理reactor触发的事件的，当有事件到来，loop_event会找到对应的event handler进行触发， CEventHandler的事件分类枚举：

typedef enum EVENT_MASK
{
  MASK_READ      = (1 << 0),//读事件
  MASK_WRITE     = (1 << 1),//写事件
  MASK_TIMEOUT   = (1 << 2),//超时事件
  MASK_EXCEPT    = (1 << 3),//异常事件
}EVENT_MASK;

事件判断值采用2进制进位来表示，1个event_value是否是否是读事件

if(event_value & MASK_READ)
  {
             //进行读事件处理
  }

CEventHandler类接口一般只需要继承实现以下几个接口:

public:
  virtual int32_t      handle_timeout(const void *act, uint32_t timer_id);//超时事件
  virtual int32_t      handle_input(BASE_HANDLER handle);//socket读事件
  virtual int32_t      handle_output(BASE_HANDLER handle);//socket写事件
  virtual int32_t      handle_close(BASE_HANDLER handle, ReactorMask close_mask);//socket关闭
  virtual int32_t      handle_exception(BASE_HANDLER handle);//socket异常

以上几个接口根据需要进行实现，例如：只需要实现一个定时器，只需要实现 handle_timeout接口。

1.2 queue

revolver的消息队列实现其实很简单，通过一个继承IMessageProcessor并设置到reactor当中进行消息监听。IMessageProcessor是个即插即用的接口。revolver的消息队列定义如下:

template<class T, int32_t CAPACITY>
class BaseQueue_T
{
public:
  BaseQueue_T()
  {
    data_ = new T[CAPACITY];
    rindex_ = 0;
    windex_ = 0;
  };

  ~BaseQueue_T()
  {
    delete []data_;
  };

  bool put(const T& element)
  {
    //像队列中PUT一个消息
    return true;
  };

  bool get(T& element)
  {  
    //从队列中get一下消息
    return true;
  };

private:
  T*          data_;
  volatile int32_t  rindex_;
  volatile int32_t  windex_;

}

其中rindex_是队列读取位置，windex_是队列写入位置。T表示的是所用的消息类型。

1.3 Socket

以上SOCKET模块的继承和调用关系，BaseSocket是SOCKET的基础封装，主要是实现些send recv等函数，SocketDgram是UDP Socket的实现，SocketStream是TCP Socket的实现。SocketConnector是TCP连接器，CSocketAcceptor是TCP接收器。具体的可以看对应的代码。值得一提的是windows下的UDP Socket的ICMP处理问题，在UDP Socket在在open函数中有下面一段代码:

#ifdef WIN32 //解决WINSOCK2 的UDP端口ICMP的问题
  int32_t byte_retruned = 0;
  bool new_be = false;  

  int32_t status = WSAIoctl(handler_, SIO_UDP_CONNRESET,  
    &new_be, sizeof(new_be), NULL, 0, (LPDWORD)&byte_retruned, NULL, NULL);  
#endif

这段代码是为了解决WINDOWS下reactor接收不到ICMP信号的问题。

1.4定时器

revolver的定时器是个相对较复杂的模块，以后打算用专门的篇幅来介绍。

WINDOWS下的revolver只能用来做调试和测试作用，不可以用来做单独的服务。可以用来做客户端的网络模型。