基于C++的HTTP WebServer实现（3）--核心代码重构与优化（1）

 本系列主要记录自己在学习过程的思路、问题、解决方法。最后实现一个高性能的HTTP 服务器，用于学习cpp、网络编程、服务器相关的内容。

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系列目录

1. HTTPServer-动态缓冲区
2. HTTPServer-Connection类逻辑优化
3. git相关问题与解决方法
4. Sourcetrail使用说明（CPP项目）

随着项目的不断推进，已经基本实现了一个基于reactor模型的高并发服务器的雏型，为了能够更好地完成接下来的内容，同时弥补之前的设计、细节缺陷，需要对核心类与代码进行梳理和重构。主要是使用智能指针对类资源进行管理，避免可能出现的内存泄漏等情况，提高服务器的基础效率。

本文目录

一、梳理资源的生命周期

二、重构MySocket类相关问题

1.MyConnection类直接管理MySocket对象

2.MySocket调用链条更新重构

（1）重构MySocket构造函数和acceptConn函数

（2）修改 Acceptor 回调类型

（3）重构MyServer中的相关调用

3. 最后层级

三、总结

        

一、梳理资源的生命周期

为了能够更好地使用智能指针管理各个类中的成员，我们需要对所有类中的成员关系、类间的所有关系进行一个整理，这里使用sourcetrail对项目进行分析来辅助我们梳理资源之间的关系。

具体操作详见往期文章：Sourcetrail使用说明（CPP项目）

资源所有权

资源	创建时机	创建（拥有）者	使用者
监听Socket	Acceptor初始化	Acceptor	Acceptor、channel
客户端socket	新连接建立时	connection	connection、channel
监听Channel	Acceptor初始化	Acceptor	Acceptor-loop-epoll
客户端Channel	connection初始化	connection	Connection-loop-epoll
Connection	新连接建立时	服务器	服务器
Acceptor	服务器初始化	服务器	服务器
Buffer	Connection初始化	Connection	Connection
Threadpool	服务器初始化	服务器	服务器

资源	释放时机	释放者
监听Socket	服务器关闭	Acceptor
客户端socket	connection关闭	connection
监听Channel	服务器关闭	Acceptor
客户端Channel	connection关闭	connection
Connection	收到关闭信号	服务器
Acceptor	服务器关闭	服务器
Buffer	connection关闭	connection
Threadpool	服务器关闭	服务器

这是生成的大致图像，在分析过程中还需要具体对某个类进行设置检索：

二、重构MySocket类

1.MyConnection类直接管理MySocket对象

在最初版本中，MyConnection中使用fd裸指针作为成员函数，其逻辑就会散落在 Connection 或调用者中，耦合度高，不利于维护。而使用 MySocket 作为封装，可以带来明显好处：

• RAII 管理：自动在析构时 close(fd)，避免忘记关闭。

• 统一接口：把 send/recv/connect/bind 包装成成员函数，避免在各处散落调用裸 API。

修改后的构造函数和类定义：

MyConnection::MyConnection(MyEventLoop *loop, MySocket&& client_socket) : event_loop_(loop), inputBuffer_(), outputBuffer_(), connection_callback_(nullptr)
{
    client_socket_ = std::move(client_socket);
}

class MyConnection
{
public:
    MyConnection(MyEventLoop *loop, MySocket&& client_socket);
    ~MyConnection();

private:
    MySocket client_socket_;
    MyEventLoop *event_loop_;
    std::function<void(int)> connection_callback_;
    MyChannel *channel_;
    MyBuffer inputBuffer_;
    MyBuffer outputBuffer_;
};

这里的 MySocket&& socket 是 右值引用：

• 期望调用者把一个临时的 MySocket 传进来。

• 在初始化列表里 std::move(socket)，把这个临时对象的资源（socket）转移给成员变量 client_socket_。

2.MySocket调用链条更新重构

在最初的版本中，connection的构建过程中传递的一直是socketfd，需要重构整个链条的参数传递来适应对于MySocket对象的管理。

（1）重构MySocket构造函数和acceptConn函数

在初版中acceptConn只返回一个fd标识符，通过fd的传递来构造connection，重构后使其可以返回一个MySocket对象，并传递这个对象。为此还需要重载一个构造函数，使其能够通过传入fd来构造一个对象：

explicit MySocket::MySocket(int fd) : sockfd_(fd) , addr_{} {}

MySocket MySocket::acceptConn()
{
    sockaddr_in c_addr{};
    socklen_t c_addr_len = sizeof(c_addr);
    int cfd = accept4(sockfd_, (sockaddr *)&c_addr, &c_addr_len,
                      SOCK_NONBLOCK | SOCK_CLOEXEC);
    if (cfd < 0)
    {
        perror("accept failed");
    }
    return MySocket(cfd);
}

为什么要使用explict：

防止隐式转换，如果一个类有 单参数构造函数，编译器会默认把它当作 类型转换构造函数。

（2）修改 Acceptor 回调类型

// 原来是 std::function<void(int)>
using AcceptorCallback = std::function<void(MySocket)>;
void setAcceptorCallBack(AcceptorCallback cb) 
{
    acceptor_callback_ = std::move(cb);
}

（3）重构MyServer中的相关调用

void MyServer::handleServerEvent(MySocket clientSock) 
{
    newConnection(std::move(clientSock));
}

void MyServer::newConnection(MySocket clientSock) 
{
    MyEventLoop* ioLoop = thread_pool_->getNextLoop();
    auto conn = std::make_shared<MyConnection>(ioLoop, std::move(clientSock));
    // 保存 conn，避免提前析构
    connections_[conn->fd()] = conn;
}

acceptor_->setAcceptorCallBack(
    [this](MySocket clientSock) {
        this->handleServerEvent(std::move(clientSock));
    }
);

3. 最后层级

可见重构后的层级非常清晰：

三、总结

在这一阶段的重构中，我们首先通过 Sourcetrail 梳理了项目中各类资源的生命周期，明确了所有权和释放时机；随后以 MySocket 与 Connection 为突破口，将原本依赖裸 fd 的实现改为由 RAII 封装类接管，从而保证了 socket 在多层回调链路中的安全传递，减少了资源泄漏和管理分散的问题。通过这一改造，HTTPServer 的底层资源管理变得更加清晰、健壮。接下来，可以以此为模板，逐步推广到其他核心类，进一步统一生命周期管理方式，使整个服务器框架的资源管理更加规范和可维护。

基于开源项目《30daysCppWebServer》进行学习、实现、优化