基于libuv的TCP设计(二)
来源:互联网 发布:网络支付异地消费短信 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 06:37
一、本人设想的TCP服务器有如下特性:
1.启动服务,一直监听端口。
2.有新连接(客户端)就通知用户。并把连接接收到的数据回调给用户。
3.客户端连接上后用户可在任意时间发送数据给它。
4.客户端断开时关闭或用户可手动关掉。
以上操作都可以不同线程在完成。
二、使用libuv遇到的问题
由于对libuv不熟悉+其文档,调用其函数时吃了不少苦头。
1.libuv的特性
libuv是基于event驱动的,当调用uv_run后就会一直启动event循环,阻塞其线程(event loop thread)直到没有事件了uv_run返回。除了uv_async_send函数外,其他函数都是非线程安全的。即其他函数只能在event loop thread里调用,在其他线程调用libuv不保证其正确性。
libuv处处回调,多数有回调的函数都是直到回调函数被触发时才算调用完成,而非该函数返回就算调用完成。
2.遇到的问题
libuv的这点特性对于我想通过多线程调用tcp sever中的不同操作是一大麻烦事。
2.1.我在另一线程里调用了uv_write发送数据,结果总提示Assertion failed: handle->write_queue_size >= req->queued_bytes, file src/win/tcp.c
最后在google group( https://groups.google.com/forum/#!msg/libuv/iHzv3x-VOr4/KzhJymI6lRkJ )中找到方法:
内部开辟一线程用于发送数据。用户调用发送函数时把数据压入队列,发送线程从队列中循环取数据,然后调用uv_async_send触发真正的发送数据函数。数据参数可以通过uv_handle_t.data传输。可用uv_sem_wait/ uv_sem_post来控制数据发送先后。
2.2.对于想要关闭一个客户端,可使用uv_close关闭其所关联的uv_handle_t,然后把客户端参数从客户端队列中删除。
但是libuv这种处处回调的函数,调用uv_close返回后并不意味着真正close成功了,此时若把客户端删除,则会调用客户端的析构函数,客户端的所有变量地址都是未知的了。因为uv_close后对客户端继续操作,所以访问这些未知变量地址会出错。真正close成功是在uv_close_cb被触发时。
所以想要delete掉一个客户端,得调用uv_close,然后在uv_close_cb等待并判断是哪个客户端,再把客户端删除。
2.3 同uv_close, uv_tcp_connect也一样,不能uv_tcp_connect就想发送数据,得等其回调函数触发后才能进行发送数据操作。uv_write也一样。
总结:libuv好不好,会用才好,不会用坑一大堆。
三、传输规则定义
网络传输中不能只接受裸流,必须对数据进行卦包与拆包,一来可防止数据被篡改与丢失,二来方便数据解析。
CSDN上对网络数据如何定义有讨论过:http://bbs.csdn.net/topics/380167545
本人定义的包结构如下:
// 一个数据包的内存结构
//增加包头与包尾数据,用于检测包的完整性。检验值用于检测包的完全性。
//|-----head----|--------------------------pack header-------------------|--------------------pack data------------|-----tail----|
//|--包头1字节--|--[version][head][tail][check][type][datalen][reserve]--|--datalen长度的内存数据(根据type去解析)--|--包尾1字节--|
#pragma pack(1)//将当前字节对齐值设为1
#define NET_PACKAGE_VERSION 0x01
typedef struct _NetPacket{//传输自定义数据包头结构
int32_t version; //封包的版本号,不同版本包的定义可能不同 :0-3
unsigned char header; //包头-可自定义,例如0x02 :4
unsigned char tail; //包尾-可自定义,例如0x03 :5
unsigned char check[16];//pack data校验值-16字节的md5二进制数据 :6-21
int32_t type; //包数据的类型 :22-25
int32_t datalen; //包数据的内容长度-不包括此包结构和包头尾 :26-29
int32_t reserve; //包数据保留字段-暂时不使用 :30-33
}NetPacket;
#define NET_PACKAGE_HEADLEN sizeof(NetPacket)//包头长度,为固定大小34字节
同时进行了封包与折包工作,详见packet.h
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代码已上传到git: https://github.com/wqvbjhc/libuv_tcp
客户端的测试例子有缺陷,但服务器完全正常。
服务器可以接收上百路连接。
一、第二版本的libuv_tcp已经基本可以使用。不会出错与崩溃现象,支持几百路客户端同时连接。可是有一缺陷就占用CPU非常高。因为IDLE阶段一直检测有无数据需要发送,所以当服务器空闲时IDLE会空转,占用CPU。如今对此流程进行了改进。
二、改进
1.去掉prepare,check,idle事件
2.prepare里的判断用户关闭tcp和发送数据由uv_async_send代替
3.重新定义客户端数据struct与发送数据的struct
4.回收空闲handle,write_t时判断是否多出预计,多时不回收,直接释放。
5.Packet类改为PacketSync。同步解析数据库包,够一包直接触发回调给用户。不再使用另一线程异步解析。
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代码已上传到git: https://github.com/wqvbjhc/libuv_tcp
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