对于一个TcpServer来说,它的灵魂是什么?就是需要提供一个事件循环EventLop(EventLoop),不停地去检测有没有客户端的连接到达,有没有客户端给服务器发送数据,描述的这些动作,反应堆模型能够胜任。当服务器和客户端建立连接之后,剩下的就是网络通信,在通信的时候,需要把接收的数据和要发送的数据存储到一块内存里边,Buffer(Buffer)就是为此量身定制的。另外,如果服务器想和客户端实现并发操作,需要用到多线程。我们提供了线程池ThreadPool(ThreadPool),剩下的事就是把服务器模型里边的代码实现一下,基于服务器的整体流程实现一下TcpConnection。
这个TcpConnection就是服务器和客户端建立连接之后,它们是在通信的时候,其实就需要用到Http,如果想要实现一个HttpServer,就需要用到Http协议,再把HttpRequest和HttpResponse写出来之后,整个项目的流程就全部走通了。
TcpServer分为几个部分:
- 主线程需要有一个Listener(包括端口port,监听的文件描述符listenFd)
- 主线程的事件循环MainEventLoop(反应堆)
- 一个线程池ThreadPool
- TcpConnection其实是子线程的任务。服务器与客户端建立连接之后,子线程要是想工作的话,就必须创建一个TcpConnection实例。如果没有这个TcpConnection模块,子线程就不知道在建立连接之后需要做什么事情
struct Listener {int lfd;unsigned short port;
};struct TcpServer {struct Listener* listener; // 监听套接字struct EventLoop* mainLoop; // 主线程的事件循环(反应堆模型)struct ThreadPool* threadPool; // 线程池int threadNum; // 线程数量
};
一、创建并初始化TcpServer实例
(1)初始化监听
// 初始化监听
struct Listener* listenerInit(unsigned short port);
// 初始化监听
struct Listener* listenerInit(unsigned short port) {// 创建一个Listner实例 -> listenerstruct Listener* listener = (struct Listener*)malloc(sizeof(struct Listener));// 1.创建一个监听的文件描述符 -> lfdint lfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); // AF_INET -> (网络层协议:Ipv4) ;SOCK_STREAM -> (传输层协议:流式协议) ;0 -> :表示使用Tcpif(lfd == -1) {perror("socket"); return -1;} // 2.设置端口复用int opt = 1;int ret = setsockopt(lfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt)); if(ret == -1) {perror("setsockopt");return -1;}// 3.绑定struct sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(port);// 主机字节序(小端)转成网络字节序(大端) 端口的最大数量:2^16=65536addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;// 0.0.0.0 ret = bind(lfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));if(ret == -1) {perror("bind");return -1;}// 4.设置监听ret = listen(lfd,128);if(ret == -1) {perror("listen");return -1;}listener->lfd = lfd;listener->port = port;return listener;
}
(2)创建并初始化TcpServer实例
TcpServer结构与工作原理
(一)服务器结构
- Listener: 监听特定端口,等待客户端的连接请求。主要包括端口和监听的文件描述符
- MainEventLoop主线程事件循环(主线程反应堆): 负责接收和处理来自客户端的请求
- ThreadPool线程池: 用于处理并发连接,每个新连接都会有一个子线程处理
- TcpConnection: 每个客户端连接都会有一个对应的TcpConnection实例,用于处理该连接的通信
(二)初始化步骤
(1)创建服务器实例:申请TcpServer结构体的内存空间
(2)初始化Listener:
- 指定服务器要绑定的本地端口(unsigned short类型)
- 初始化监听的文件描述符
(3)初始化MainEventLoop主线程的事件循环或反应堆
(4)ThreadPool线程池初始化:根据需要的子线程数量(threadNum)初始化线程池
(5)返回值: 返回初始化完成的TcpServer的地址给调用者
// 初始化
struct TcpServer* tcpServerInit(unsigned short port,int threadNum);
// 初始化
struct TcpServer* tcpServerInit(unsigned short port,int threadNum) {struct TcpServer* tcp = (struct TcpServer*)malloc(sizeof(struct TcpServer));tcp->listener = listenerInit(port); // 创建listenertcp->mainLoop = eventLoopInit(); // 主线程的事件循环(反应堆模型)tcp->threadPool = threadPoolInit(tcp->mainLoop,threadNum); // 创建线程池tcp->threadNum = threadNum; // 线程数量return tcp;
}