ACE_Select_Reactor 一 ——入门

ACE_Select_Reactor 1 ——入门

    ACE Reactor 框架实现了Reactor模式,允许事件驱动的应用对源自许多不同事件源的事件做出反映,比如IO句柄,定时器,以及信号,应用重新定义框架所定义的挂钩方法。框架随机对其进行分派来处理事件,Reactor负责:(1)检查多路分离器来自各种事件源的、不同类型的连接和数据事件,(2)将这些事件分派给应用所定义的处理器,由它进行处理。

    反应式服务器响应来自一个或多个事件源的时间,在理想情况下,对时间的响应会足够快,以使所有请求看起来像是被同时处理的,尽管事件处理通常是由单个线程处理的。同步事件多路分离器位于各个反应式服务器的心脏处。这种机制检测源自许多事件源的事件并对其作出响应,从而同步地使事件作为服务器正常执行路径的一部分提供给服务器。

    select()函数是最为常见的同步事件多路分离器。这个系统函数在同一组IO句柄上等待指定的事件发生,当一个或者是多个IO句柄开始活动时,或是在指定的时间过去后,select函数就会返回。

    ACE_Select_Reactor是ACE_Reactor接口的一种实现,它使用select同步时间多路分离器函数来检测IO和定时器事件,除了支持ACE_Reactor接口的所有特性外,ACE_Select_Reactor类还提供了以下能力:

    1、它支持重入的反应器调用,应用可以从正在由统一反应器分派的事件处理器中调用handle_event方法;

    2、它可以被配置为同步化的或异步化的,在线程安全性和降低开销之间进行折中;

    3、它在再次调用select函数之前,分派其句柄集中的所有活动句柄,从而保证了公正性。

 

 

#include "ace/streams.h"
#include "ace/Reactor.h"
#include "ace/Select_Reactor.h"
#include "ace/Thread_Manager.h"

#include <string>

#include "Reactor_Logging_Server_T.h"
#include "Logging_Acceptor_Ex.h"

typedef Reactor_Logging_Server<Logging_Acceptor_Ex>
        Server_Logging_Daemon;


static ACE_THR_FUNC_RETURN event_loop (void *arg) 
{
  ACE_Reactor *reactor = static_cast<ACE_Reactor *> (arg);

  reactor->owner (ACE_OS::thr_self ());
  reactor->run_reactor_event_loop ();
  return 0;
}


static ACE_THR_FUNC_RETURN controller (void *arg) 
{
  for (;;) 
  {
    std::string user_input;
    std::getline (cin, user_input, '\n');
    if (user_input == "quit") 
    {
      break;
    }
  }
  return 0;
}


int main(int argc,char **argv)
{
  ACE_Select_Reactor select_reactor;
  ACE_Reactor reactor (&select_reactor);

  Server_Logging_Daemon *server;
  // Ignore argv[0]...
  --argc; ++argv;
  ACE_NEW_RETURN (server,
                  Server_Logging_Daemon (argc, argv, &reactor),
                  1);
  ACE_Thread_Manager::instance ()->spawn (event_loop, &reactor);
  ACE_Thread_Manager::instance ()->spawn (controller, &reactor);
  return ACE_Thread_Manager::instance ()->wait ();
}

    在上面的代码中,在51行,由ACE_Thread_Manager单体派生一个线程,并让其运行event_loop()函数,在52行,由ACE_Thread_Manager单体派生一个线程,让其运行controller()函数。

    在从main函数返回之前,等待其他两个线程推出,ACE_Thread_Manager:wait()还会收取两个线程的退出状态,以免内存泄漏。


ACE_Select_Reactor 2 —— 服务器网关

    ACE中的流包装提供面向连接的通信。流数据传输包装类包括ACE_SOCK_Stream和ACE_LSOCK_Stream,他们分别包装TCP/IP和UNIX域Socket协议数据传输功能。连接建立类包括针对TCP/IP的ACE_SOCK_Connector和ACE_SOCK_Acceptor,以及针对UNIX域Socket的ACE_LSOCK_Connector和ACE_LSOCK_Acceptor。

 

 

class Server
{
public:
	Server (int port): server_addr_(port),peer_acceptor_(server_addr_)
	{
		data_buf_= new char[SIZE_BUF];
	}
	int handle_connection()
	{
		// Read data from client
			int byte_count=0;
			if( (byte_count=new_stream_.recv (data_buf_, SIZE_DATA, 0))==-1)
				ACE_ERROR ((LM_ERROR, "%p\n", "Error in recv"));
			else
			{
				data_buf_[byte_count]=0;
				ACE_DEBUG((LM_DEBUG,"Server received %s \n",data_buf_));
			}
		// Close new endpoint
		if (new_stream_.close () == -1)
			ACE_ERROR ((LM_ERROR, "%p\n", "close"));
		return 0;
	}
	int accept_connections ()
	{
		if (peer_acceptor_.get_local_addr (server_addr_) == -1)
			ACE_ERROR_RETURN ((LM_ERROR,"%p\n","Error in get_local_addr"),1);
		ACE_DEBUG ((LM_DEBUG,"Starting server at port %d\n",
			server_addr_.get_port_number ()));
		while(1)
		{
			ACE_Time_Value timeout (ACE_DEFAULT_TIMEOUT);
			if (peer_acceptor_.accept (new_stream_, &client_addr_, &timeout)== -1)
			{
				ACE_ERROR ((LM_ERROR, "%p\n", "accept"));
				continue;
			}
			else
			{
				ACE_DEBUG((LM_DEBUG,
					"Connection established with remote %s:%d\n",
					client_addr_.get_host_name(),client_addr_.get_port_number()));
				//Handle the connection
				handle_connection();
			}
		}
	}
private:
	char *data_buf_;
	ACE_INET_Addr server_addr_;
	ACE_INET_Addr client_addr_;
	ACE_SOCK_Acceptor peer_acceptor_;
	ACE_SOCK_Stream new_stream_;
};

     在上面的Server类中,创建了一个被动服务器,侦听到来的客户端连接,在连接建立之后,服务器接收来自客户端的数据,然后关闭链接。

    Server类包含的accept_connection()方法使用接收器来将连接接受“进”ACE_SOCK_Stream new_stream_。该操作完成的基本流程是:调用接收器上的accept(),并将流作为参数传入其中。一旦连接已经建立进流中,流的包装方法send()和recv()就可以用来在新建立的链路上发送和接收数据,还有一个空的ACE_INET_Addr也被传入接收器的accept()方法,并在其中被设定为发起连接的远程机器地址。

    在连接建立后,服务器调用handle_connection()方法,它开始从客户端那里收取一个预先知道的单词,然后将流关闭。连接关闭通过调用流上的close()方法来完成,该方法会释放所有的Socket资源并终止连接。

 

    http://acme-ltt.iteye.com/blog/1455556中提到的ACE_Select_Reactor,在static ACE_THR_FUNC_RETURN controller (void *arg)函数中,调用上述的Server类,搭建基于ACE_Select_Reactor的Socket服务器网关。

 

 

    客户端程序:

 

#include "ace/SOCK_Connector.h"
#include "ace/INET_Addr.h"
#include "ace/OS.h"
#include "ace/Log_Msg.h"
#include <stdlib.h>
#include "text.h"
#include "ace/Thread_Manager.h"
#include <iostream>
#define SIZE_BUF 128
static const ACE_Time_Value TIME_INTERVAL(0, 1000000);
class Client
{
public:
	Client(char *hostname, int port):remote_addr_(port,hostname)
	{   
	    
		
	}
	int connect_to_server()
	{
		
		ACE_DEBUG ((LM_DEBUG, "(%P|%t) Starting connect to %s:%d\n",
			remote_addr_.get_host_name(),remote_addr_.get_port_number()));
		if (connector_.connect (client_stream_, remote_addr_) == -1)
			ACE_ERROR_RETURN ((LM_ERROR,"(%P|%t) %p\n","connection failed"),-1);
		else
			ACE_DEBUG ((LM_DEBUG,"(%P|%t) connected to %s\n",
			remote_addr_.get_host_name ()));
		return 0;
	}
	
	int send_to_server()
	{
	    iovec iov[3];
	    iov[0].iov_base = (void *)"get";
	    iov[0].iov_len = 3;
	    iov[1].iov_base = getdata()/* some data */;
	    iov[1].iov_len = strlen(getdata());
	    iov[2].iov_base = (void *)"end.";
	    iov[2].iov_len = 4;
		
		if (client_stream_.sendv_n (iov,3) == -1)
		{
			ACE_ERROR_RETURN ((LM_ERROR,"(%P|%t) %p\n","send_n"),0);
			//break;
			exit(0);
		}
		close();
	}
	int close()
	{
		if (client_stream_.close () == -1)
			ACE_ERROR_RETURN ((LM_ERROR,"(%P|%t) %p\n","close"),-1);
		else
			return 0;
	}
private:
	ACE_SOCK_Stream client_stream_;
	ACE_INET_Addr remote_addr_;
	ACE_SOCK_Connector connector_;
	char *data_buf_;
};
int main (int argc, char *argv[])
{
	if(argc<3)
	{
		ACE_DEBUG((LM_DEBUG,”Usage %s <hostname> <port_number>\n”, argv[0]));
		ACE_OS::exit(1);
	}
	Client client(argv[1],ACE_OS::atoi(argv[2]));
	client.connect_to_server();
	client.send_to_server();
}

     客户端由单个Client类表示。Client含有connect_to_server()和send_to_server()方法。

    connect_to_server()方法使用类型为ACE_SOCK_Connector的连接器来主动地建立连接。连接的设置通过调用连接器上的connect()方法来完成:传入的参数为想要连接的机器的远程地址,以及用于在其中建立连接的空ACE_SOCK_Stream 。远程机器在运行时参数中指定。一旦connect()方法成功返回,通过使用ACE_SOCK_Stream封装类中的send()和recv()方法族,流就可以用于在新建立的链路上发送和接收数据。

 

    在该代码中,一旦连接建立好,send_to_server()方法就会被调用,将一个iovec类型的数组,用sendv_n()方法,发送到服务器上。



采用 ACE Reactor 实现服务程序例子

此文版权属于作者所有,任何人、媒体或者网站转载、借用都必须征得作者本人同意!

ACE 使用方法及例子,网上有不少,下面贴一段我写的采用 ACE Reactor 模式写的 echo 服务的例子代码,通过例子可以看出,采用 ACE 开发多客户端的服务程序那是相当简单的!

代码中,handle_input()和 handle_output()都会对 _bufs 进行操作,因为这两个函数都是运行在 reactor 的线程里,不会冲突,所以没有必要对 _bufs 的操作进行锁操作。

/* $Id: cpp.tpl 3412 2009-11-14 14:23:44Z luozhiyong $ */
/**
* \file ACEReactorSvrSample.cpp
*
* \brief 采用ACE Reactor 实现服务程序例子
*
* \version $Rev: 3412 $
* \author  
* \date     2009年09月08日08:17:10
*
* \note 修改历史:<br>
* <table>
*     <tr><th>日期</th><th>修改人</th><th>内容</th></tr>
*     <tr><td>2009-9-8</td><td></td><td>创建初稿</td>
*     </tr>
* </table>
*/
#include <ace/Message_Block.h>
#include <ace/Svc_Handler.h>
#include <ace/SOCK_Acceptor.h>
#include <ace/Acceptor.h>
#include <ace/Select_Reactor.h>
#include <list>
#include <string>
 
#ifdef _DEBUG
#    define ACE_RT_OPT "d"
#else
#    define ACE_RT_OPT
#endif
 
#if defined_DLL
#    define ACE_LIB_THREAD_OPT
#else
#    define ACE_LIB_THREAD_OPT "s"
#endif
 
#pragma comment(lib"ACE"ACE_LIB_THREAD_OPT ACE_RT_OPT ".lib")
 
class EchoService
     : public ACE_Event_Handler
{
public:
     typedef ACE_SOCK_STREAM stream_type;
     typedef EchoService my_type;
     typedef ACE_Acceptor<my_typeACE_SOCK_ACCEPTORacceptor_type;
 
     EchoService()
     {
         printf("EchoService创建\n");
     }
 
     ~EchoService()
     {
         printf("EchoService销毁\n");
     }
 
     // 响应socket 已经打开,连接已经建立事件
     int open(void*)
     {
         // 注册读事件
         if (reactor()->register_handler(this,ACE_Event_Handler::READ_MASK))
         {
              // 无法注册handler
              return -1;
         }
 
         // 注册写事件
         if (reactor()->register_handler(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK))
         {
              // 无法注册handler
              return -1;
         }
 
         // 取消写事件,等待有数据时唤醒
         reactor()->cancel_wakeup(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK);
 
         printf("EchoService已打开\n");
 
         return 0;
     }
 
     // 响应有数据可读事件
     int handle_input(ACE_HANDLE)
     {
         char buf[24];
         ssize_t c = _peer.recv(buf,sizeof(buf) - 1);
 
         if (c == 0)
         {
              // 连接已经关闭
              return -1;
         }
 
         _bufs.push_back(std::string(buf,c));
 
         if (_bufs.size() == 1)
         {
              // 缓冲区尺寸为1 说明原来缓冲区为空,写事件是取消的,这里唤醒它
              reactor()->schedule_wakeup(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK);
         }
 
         return 0;
     }
 
     // 响应可以发送数据了事件
     int handle_output(ACE_HANDLE)
     {
         while (!_bufs.empty())
         {
              std::string&buf(*_bufs.begin());
              char const*      s(buf.c_str());
              char const*const e(s +buf.size());
              while (s !=e)
              {
                   ssize_t c(_peer.send(s,e - s));
                   if (c == -1 ||c == 0)
                   {
                       // 发送不成功不论发送过程中是否发生阻塞,
                       if (ACE_OS::last_error() ==EWOULDBLOCK)
                       {
                            // 输出缓冲区满,无法再发送数据了(如果你还是继续发送数据,发送会阻塞的)
                            break;
                       }else{
                            // 连接已关闭
                            break;
                       }
                   }else{
                       s += c;
                   }
              }
              if (s ==e)
              {
                   _bufs.pop_front();
              }else{
                   buf = std::string(s,e - s);
                   break;
              }
         }
         if (_bufs.empty())
         {
              // 缓冲区为空,取消写事件监听
              reactor()->cancel_wakeup(this,ACE_Event_Handler::WRITE_MASK);
         }
         // 不论发送是否成功都返回0,因为,如果发送失败,handle_input 也会发生读失败事件,
         // 错误处理有handle_input 返回-1 来触发
         return 0;
     }
    
     int handle_close(ACE_HANDLE = ACE_INVALID_HANDLEACE_Reactor_Mask mask =ACE_Event_Handler::ALL_EVENTS_MASK)
     {
         if (mask ==ACE_Event_Handler::WRITE_MASK)
              return 0;
         _peer.close();
         delete this;
         return 0;
     }
 
     // 这个函数主要给reactor::register_handler 时使用的
     ACE_HANDLE get_handle () const
     {
         return _peer.get_handle();
     }
 
     // 这个函数主要给acceptor 使用的
     stream_typepeer()
     {
         return _peer;
     }
 
     // 这个函数主要给acceptor 使用的
     int close (u_long = 0)
     {
         return handle_close();
     }
 
private:
     stream_type _peer;
     std::list<std::string>_bufs;
};
 
int main(int /*argc*/,char/*argv*/[])
{
     u_short port = 20001;
     ACE_Reactor::instance(newACE_Reactor(newACE_Select_Reactortrue));
     EchoService::acceptor_typeacceptor;
     ACE_INET_Addr svrAddr(port);
     if (acceptor.open(svrAddr))
     {
         fprintf(stderr,"服务打开失败:%s\n",ACE_OS::strerror(ACE_OS::last_error()));
         return 1;
     }else{
         fprintf(stdout,"服务已打开,端口为:%u\n",port);
         ACE_Reactor::instance()->run_reactor_event_loop();
         return 0;
     }
}

 



ACE_WFMO_ReactorACE(Adaptive Communication Environment)框架中的个反应器实现,专门用于 Windows 平台。它基于 WaitForMultipleObjects 函数,提供了种高效的事件驱动机制来处理多线程环境中的并发事件。 在多线程环境中,ACE_WFMO_Reactor 可以与多个线程协同工作,从而提高应用程序的并发处理能力。以下是些关键点: 1. **事件处理**:ACE_WFMO_Reactor 可以注册多个事件处理器(Event Handlers),每个处理器可以处理不同类型的事件,如读、写、异常等。 2. **线程安全**:ACE_WFMO_Reactor 提供了线程安全的接口,确保在多线程环境下对反应器的操作不会导致数据竞争或死锁。 3. **并发处理**:通过将事件处理器分配给不同的线程,可以实现并发处理多个事件,提高系统的响应速度和吞吐量。 4. **同步机制**:ACE 提供了多种同步机制,如互斥锁(Mutex)、条件变量(Condition Variable)等,可以与 ACE_WFMO_Reactor 结合使用,以实现更复杂的并发控制。 5. **事件驱动**:ACE_WFMO_Reactor 采用事件驱动的方式,应用程序只需注册事件处理器并等待事件发生,而不需要显式地轮询或管理线程的调度。 以下是个简单的示例,展示了如何在多线程环境中使用 ACE_WFMO_Reactor: ```cpp #include <ace/Reactor.h> #include <ace/Task.h> #include <ace/WFMO_Reactor.h> #include <ace/Thread_Manager.h> class My_Handler : public ACE_Event_Handler { public: virtual int handle_input(ACE_HANDLE handle) { // 处理输入事件 return 0; } virtual ACE_HANDLE get_handle() const { return ACE_STDIN; } }; class My_Task : public ACE_Task_Base { public: My_Task(ACE_Reactor *reactor) : reactor_(reactor) {} virtual int svc() { reactor_->owner(ACE_Thread::self()); reactor_->run_reactor_event_loop(); return 0; } private: ACE_Reactor *reactor_; }; int main() { ACE_WFMO_Reactor reactor; My_Handler handler; My_Task task(&reactor); task.activate(THR_NEW_LWP | THR_JOINABLE, 4); task.wait(); return 0; } ``` 在这个示例中,`My_Handler` 是事件处理器,`My_Task` 是处理事件的线程任务。`ACE_WFMO_Reactor` 被传递给多个线程任务,以实现并发处理事件。
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