skynet源码分析(8)--skynet的网络
来源:互联网 发布:sql having count(*) 编辑:程序博客网 时间:2024/05/24 23:16
作者:shihuaping0918@163.com,转载请注明作者
网络部分是一个服务器最基础最核心的部分,这个技术也已经是非常成熟了,现在已经很少有人自己实现一个网络相关的库了。skynet的网络库是自己实现的。
网络底层的技术在windows上是完成端口(IOCP),在linux上是EPOLL,在mac/freebsd上是kqueue。这些技术都是能够承载高负载高并发网络请求的。IOCP和EPOLL都是异步IO,kqueue我不熟悉,就不敢评论了。
实际上云风只实现了epoll和kqueue,windows上的变种请自行搜索吧。
epoll和kqueue的实现分别在skynet_epoll.h和epoll_kqueue.h当中。epoll的函数其实就是epoll_create/epoll_ctl/epoll_del/epoll_wait这几个,要注意的是skynet中的epoll_create的参数是1024。所以连接数上不去的话很可能就是这里限制了。
skynet在skynet_poll.h中根据平台的不同包含了不同的头文件,屏蔽了平台相关性。然后在socket_server.c中实现了网络服务的逻辑。
然后skynet在skynet_socket.c中对socket_server.c中的逻辑再次做了一个封装,还添加了socket客户端相关的函数,就是connect/send/close之类的函数。
为了方便lua层使用socket,在lua-socket.c中再将对skynet_socket.c进行了一次封装。这个封装就是c语言层和lua语言层的相互转换。目前只支持tcp和udp,基于tcp上的http/websocket之类统统是不支持的。
前面讲到socket有一个单独的线程,这个线程的代码如下:
static void *thread_socket(void *p) { struct monitor * m = p; skynet_initthread(THREAD_SOCKET); for (;;) { int r = skynet_socket_poll(); //看这里 if (r==0) break; if (r<0) { CHECK_ABORT continue; } wakeup(m,0); } return NULL;}
socket线程一直调用skynet_socket_poll,这和普通网络服务器写法是一样的。普通网络服务器也是创建socket,绑定socket,添加到epoll,然后epoll_wait等待事件的发生。
skynet中的的连接会有一个状态流转的过程,可以理解为状态机。
#define SOCKET_TYPE_LISTEN 3 //监听#define SOCKET_TYPE_CONNECTING 4 //连接中#define SOCKET_TYPE_CONNECTED 5 //已连接#define SOCKET_TYPE_HALFCLOSE 6 //半双工,半连接#define SOCKET_TYPE_PACCEPT 7 //有连接进来#define SOCKET_TYPE_BIND 8 //绑定
再来重点看一下socket_server.c这个文件,它做了很多事情,代码量也比较大,有1800多行。这个文件要详细的讲呢,一是篇幅会特别大,二是大部分是网络操作,也和skynet本身没太大关联性。所以就不会细讲了,只会挑一些我认为比较重要的东西去讲。这一篇主要讲一下对网络的控制命令。
下面列出来的都是消息类型,用一个字符来表示,很不直接,很不好记/* The first byte is TYPE S Start socket B Bind socket L Listen socket K Close socket O Connect to (Open) X Exit D Send package (high) P Send package (low) A Send UDP package T Set opt U Create UDP socket C set udp address *///请求消息头,上面的操作都是通过发送消息来实现的struct request_package { uint8_t header[8]; // 6 bytes dummy union { char buffer[256]; struct request_open open; struct request_send send; struct request_send_udp send_udp; struct request_close close; struct request_listen listen; struct request_bind bind; struct request_start start; struct request_setopt setopt; struct request_udp udp; struct request_setudp set_udp; } u; uint8_t dummy[256];};
这里就是处理请求的地方// return typestatic intctrl_cmd(struct socket_server *ss, struct socket_message *result) { int fd = ss->recvctrl_fd; // the length of message is one byte, so 256+8 buffer size is enough. uint8_t buffer[256]; uint8_t header[2]; block_readpipe(fd, header, sizeof(header)); int type = header[0]; int len = header[1]; block_readpipe(fd, buffer, len); // ctrl command only exist in local fd, so don't worry about endian. switch (type) { case 'S': return start_socket(ss,(struct request_start *)buffer, result); case 'B': return bind_socket(ss,(struct request_bind *)buffer, result); case 'L': return listen_socket(ss,(struct request_listen *)buffer, result); case 'K': return close_socket(ss,(struct request_close *)buffer, result); case 'O': return open_socket(ss, (struct request_open *)buffer, result); //在这里面调用connect case 'X': result->opaque = 0; result->id = 0; result->ud = 0; result->data = NULL; return SOCKET_EXIT; case 'D': return send_socket(ss, (struct request_send *)buffer, result, PRIORITY_HIGH, NULL); case 'P': return send_socket(ss, (struct request_send *)buffer, result, PRIORITY_LOW, NULL); case 'A': { struct request_send_udp * rsu = (struct request_send_udp *)buffer; return send_socket(ss, &rsu->send, result, PRIORITY_HIGH, rsu->address); } case 'C': return set_udp_address(ss, (struct request_setudp *)buffer, result); case 'T': setopt_socket(ss, (struct request_setopt *)buffer); return -1; case 'U': add_udp_socket(ss, (struct request_udp *)buffer); return -1; default: fprintf(stderr, "socket-server: Unknown ctrl %c.\n",type); return -1; }; return -1;}
以‘O’为例分析一下这个流程,skynet是基于消息的,这个是它的设计理念。所以对socket的操作,也都是基于消息的。它是怎么做的呢,首先创建一个recvctrl_fd,把消息发到recvctrl_fd。然后每次socket_server_poll被调用的时候,会select这个recvctrl_fd,看有没消息。如果有就调用上面的crl_cmd函数。
过程大致都讲清楚了,现在来看’O’这个命令,也就是打开一个连接是怎么一个过程。
1.lua层的connect函数对应的是lconnect函数,
static intlconnect(lua_State *L) { size_t sz = 0; const char * addr = luaL_checklstring(L,1,&sz); char tmp[sz]; int port = 0; const char * host = address_port(L, tmp, addr, 2, &port); if (port == 0) { return luaL_error(L, "Invalid port"); } struct skynet_context * ctx = lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1)); int id = skynet_socket_connect(ctx, host, port); //将Lua数据转为c数据以后调c函数 lua_pushinteger(L, id); return 1;}
2.lconnect函数调用了skynet_socket_connect函数。
int skynet_socket_connect(struct skynet_context *ctx, const char *host, int port) { uint32_t source = skynet_context_handle(ctx); return socket_server_connect(SOCKET_SERVER, source, host, port);}
3.skynet_socket_connect函数又调了socket_server_connect
int socket_server_connect(struct socket_server *ss, uintptr_t opaque, const char * addr, int port) { struct request_package request; int len = open_request(ss, &request, opaque, addr, port); if (len < 0) return -1; send_request(ss, &request, 'O', sizeof(request.u.open) + len); //注意'O’ return request.u.open.id;}
4.socket_server_connect调用了一个叫send_request的函数
static voidsend_request(struct socket_server *ss, struct request_package *request, char type, int len) { request->header[6] = (uint8_t)type; request->header[7] = (uint8_t)len; for (;;) {//注意write和ss->send_ctrl_fd ssize_t n = write(ss->sendctrl_fd, &request->header[6], len+2); if (n<0) { if (errno != EINTR) { fprintf(stderr, "socket-server : send ctrl command error %s.\n", strerror(errno)); } continue; } assert(n == len+2); return; }}
到这个函数以后,比较清楚地看到,数据被发送到sendctrl_fd这个描述符上了。
5.从send_request来看,数据明明是发到了sendctrl_fd上面,而上面讲的取数据是从recvctrl_fd上取的,明显对不上。这到底是怎么回事?是的,确实是这样,还有一段代码没有看的话,这个确实是解释不通的。
int fd[2]; poll_fd efd = sp_create(); if (sp_invalid(efd)) { fprintf(stderr, "socket-server: create event pool failed.\n"); return NULL; } if (pipe(fd)) { //管道操作,fd[0]为读取端,fd[1]为写入端 sp_release(efd); fprintf(stderr, "socket-server: create socket pair failed.\n"); return NULL; } if (sp_add(efd, fd[0], NULL)) { // add recvctrl_fd to event poll fprintf(stderr, "socket-server: can't add server fd to event pool.\n"); close(fd[0]); close(fd[1]); sp_release(efd); return NULL; } struct socket_server *ss = MALLOC(sizeof(*ss)); ss->event_fd = efd; ss->recvctrl_fd = fd[0]; //其它这个是管道的读取端 ss->sendctrl_fd = fd[1]; //这个是管道的写入端 ss->checkctrl = 1;
6.上面的几行代码说明了sendctrl_fd是管道的写入端,recvctrl_fd是管道的读取端,这就解释了上面5的疑问。因为管道写入端的数据都会到读取端。所以从sendctrl_fd写进去,会到recvctrl_fd里。
7.socket_server_poll中select函数检查recvctrl_fd,如果有消息,进入case控制语句,然后到’O‘,调用open_socket,在这个函数里,会调用大家熟悉的connect函数。打开一个连接到目标ip和端口的连接。
为什么操作一个网络要费这么大的劲呢,绕来绕去非常的不直观。因为skynet是基于消息的,而且每个服务都有一个monitor,每个消息处理的时候要尽可能的短,这样才不会阻塞服务里其它的请求。而connect这种明显是阻塞的,当然也可以写成非阻塞的,但是非阻塞的话,你需要不断地挂起,因为非阻塞实际上是基于select技术来实现的。而不断地挂起,这个就很麻烦,写起来很痛苦而且很容易出错。因此云风把这些都放到网络线程中来做,这样就不会影响工作线程。但是这样做也有它的缺点,那就是网络线程可能会被阻塞,网络线程被阻塞就会导致服务无响应。或者导致大量的数据包积累,引起波峰。
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