【Linux】第十八章 Reactor模式

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Reactor模式

• 单 Reactor 单线程，前台接待员和服务员是同一个人，全程为顾客服务
• 单 Reactor 多线程，1 个前台接待员，多个服务员，接待员只负责接待
• 主从 Reactor 多线程，多个前台接待员，多个服务员

特点

• 响应快，不必为单个同步事件所阻塞
• 避免了多线程 或 进程的切换开销

主要使用单 Reactor 单线程，相当于请求到来时，判断请求是各种事件，然后将请求和事件和回调方法结合存放到红黑树当中，当时间就绪的时候回调对应事件的处理方法

epoll ET服务器（Reactor模式）

设计思路

Epoller.hpp

对 epoll 的三个系统调用函数进行一定的封装

#pragma once
#include <iostream>
#include <cerrno>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <sys/epoll.h>

class Epoller
{
public:
    static const int gsize = 128;
public:
    static int CreateEpoller()
    {
        int epfd = epoll_create(gsize);// 创建对应size的epfd
        if (epfd < 0)
        {
            cout<<"epoll_create :" <<errno<< ':'<< strerror(errno)<<endl;
            exit(3);
        }
        return epfd;
    }
    static bool AddEvent(int epfd, int sock, uint32_t event)
    {
        struct epoll_event ev;
        ev.events = event;
        ev.data.fd = sock;
        int n = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sock, &ev);// 给对应的socket添加到epoll中
        return n == 0;
    }
    static bool ModEvent(int epfd, int sock, uint32_t event)
    {
        struct epoll_event ev;
        ev.events = event;
        ev.data.fd = sock;
        int n = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, sock, &ev);// 修改已有scoket的event
        return n == 0;
    }
    static bool DelEvent(int epfd, int sock)
    {
        int n = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, sock, nullptr);// 删除指定socket
        return n == 0;
    }
    static int LoopOnce(int epfd, struct epoll_event revs[], int num)
    {
        // 单次wait的调用，从数组里面取回就绪的文件描述符
        int n = epoll_wait(epfd, revs, num, -1);
        if(n == -1)
        {
            cout<<"epoll_wait : %d : %s" <<errno<< ':'<< strerror(errno)<<endl;
        }
        return n;
    }
};

Sock.hpp

有关套接字初始化，绑定，监听，接收

#pragma once

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>
#include <cerrno>
#include <cassert>

class Sock
{
public:
    static int SocketInit()
    {
        int listenSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (listenSock < 0)
        {
            exit(1);
        }
        int opt = 1;
        setsockopt(listenSock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt));
        return listenSock;
    }
    static void Bind(int socket, uint16_t port)
    {
        struct sockaddr_in local; // 用户栈
        memset(&local, 0, sizeof local);
        local.sin_family = PF_INET;
        local.sin_port = htons(port);
        local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

        // 2.2 本地socket信息，写入sock_对应的内核区域
        if (bind(socket, (const struct sockaddr *)&local, sizeof local) < 0)
        {
            exit(2);
        }
    }
    static void Listen(int socket,int gbacklog)
    {
        if (listen(socket, gbacklog) < 0)
        {
            exit(3);
        }
    }

    static int Accept(int socket, std::string *clientip, uint16_t *clientport)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);

        int serviceSock = accept(socket, (struct sockaddr *)&peer, &len);
        if (serviceSock < 0)
        {
            // 获取链接失败
            return -1;
        }
        if(clientport) *clientport = ntohs(peer.sin_port);
        if(clientip) *clientip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        return serviceSock;
    }
};

Protocol.hpp

有关序列化反序列化协议

#pragma once
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cstdio>

#define SEP 'X'
#define SEP_LEN sizeof(SEP)

#define CRLF "\r\n"
#define CRLF_LEN strlen(CRLF) 
#define SPACE " "
#define SPACE_LEN strlen(SPACE)

// 分离独立报文
void PackageSplit(std::string &inbuffer, std::vector&