高性能分布式网络服务器--前言

前言

tiger是基于C++ 11标准编写, 用于构建可扩展的分布式服务框架。整体设计思路清晰，理解成本低。不管是作为服务器的入门学习还是商业服务器的构建，tiger都是一个不错的选择。

GitHub

• https://github.com/huxiaohei/tiger.git

配置系统

使用配置前需要先声明，即约定优于配置，如果没有提前声明配置不会解析对应字段

• 支持std基本数据类型
  • std::string,std::vector,std::list,std::set,set::unordered_set,std::map,std::unordered_map
• 支持自定义类型(需要自己写对应的偏特化模板)

日志系统

• 支持标准控制台输出
• 支持文件输出
• 支持格式自定义

  标识	说明	标识	说明	标识	说明
  m	消息	p	日志级别	r	累计毫秒数
  c	日志名称	t	线程id	n	换行
  d	时间	f	文件名	l	行号
  T	Tab	F	协程id	N	线程名称

线程系统

基于pthread封装，线程类构造之后线程即开始运行，构造函数在线程真正开始运行之后才返回。使用了范围锁来实现互斥（即构造函数来加锁，析构函数来释放锁），这种方式简化锁的操作，也可以避免忘记释放锁导致的死锁问题

协程系统

基于ucontext封装的对称协程，对外只提供yield和resume接口。大大降低了使用者对协程的理解和使用成本

协程调度器

对协程系统做的进一步封装，实现了一个N-M的协程调度器，即N个线程运行M个协程，协程可以在线程之间进行切换，也可以绑定到指定线程运行

定时器

采用最小堆设计，基于epoll超时实现定时器功能，精度毫秒级，支持在指定超时时间结束之后执行回调函数

I/O管理器

继承自协程调度器，封装了epoll，支持为socket fd注册读写事件回调函数。使用方便，灵活，扩展性高

Hook

hook系统底层相关API。hook是控制到线程粒度的，可以自由选择是否开启。通过hook可以让一些不具备异步功能的API，展现出异步的功能

• 实现sock相关API
• 实现sleep系列函数

Socket

分装地址类为使用者提供统一接口，降低使用者对Linux的网络编程相关API和操作的理解和使用成本，从而提高开发效率

ByteArray序列化

ByteArray二进制序列化模块，提供对二进制的常用操作

• 支持读写基础数据类型
• 支持字节序转换
• 支持序列化到文件和从文件反序列化

Stream

将文件、socket封装成统一的接口。接口和设计的统一，便于后续的扩展和维护

TCPServer

基于Socket类，封装了一个通用的TCPServer的服务器类，提供简单的API，可以快速绑定一个或多个地址，监听端口，启动服务，accept连接，处理socket连接等功能。降低使用者对网络编程的理解和使用成本

HTTP

采用Ragel(有限状态机，性能媲美汇编)，实现HTTP/1.1的简单协议实现和uri的解析。基于Reactor网络模型实现HTTP网络服务器

• 支持HTTP客户端(HTTPConnection)
• 支持HTTP服务端(HTTPSession)
• 支持HTTP连接池(HTTPConnectionPool)
• 支持HTTPS

示例

HTTP服务

#include "tiger.h"

class Hello : public tiger::http::Servlet {
   public:
    int32_t handle(tiger::http::HTTPRequest::ptr request,
                   tiger::http::HTTPResponse::ptr response,
                   tiger::http::HTTPSession::ptr session) override {
        response->set_body("Hello! I'm tiger!");
        return 0;
    }
};

class Bye : public tiger::http::Servlet {
   public:
    int32_t handle(tiger::http::HTTPRequest::ptr request,
                   tiger::http::HTTPResponse::ptr response,
                   tiger::http::HTTPSession::ptr session) override {
        response->set_body("Bye!");
        return 0;
    }
};

int main() {
    tiger::SingletonLoggerMgr::Instance()->add_loggers("tiger", "../conf/tiger.yml");
    tiger::Thread::SetName("HTTP_SERVER");
    TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[http_server test start]";

    auto iom = std::make_shared<tiger::IOManager>("HTTP_SERVER", true, 1);
    iom->schedule([]() {
        auto server = std::make_shared<tiger::http::HTTPServer>();
        auto addr = tiger::IPAddress::LookupAny("0.0.0.0:8080");
        auto ssl_addr = tiger::IPAddress::LookupAny("0.0.0.0:8081");
        server->bind(addr, false);
        server->bind(ssl_addr, true);
        auto dsp = server->get_servlet_dispatch();
        dsp->add_servlet("/hello", std::make_shared<Hello>());
        dsp->add_servlet("/bye", std::make_shared<Bye>());
        dsp->add_servlet(
            "/close", [server](tiger::http::HTTPRequest::ptr request,
                               tiger::http::HTTPResponse::ptr response,
                               tiger::http::HTTPSession::ptr session) {
                server->stop();
                tiger::IOManager::GetThreadIOM()->stop();
                return 0;
            });
        server->load_certificates("./tiger.crt", "./tiger.key");
        server->start();
    });
    iom->start();

    TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[http_server test end]";
}

TCP服务

#include "tiger.h"

class EchoServer : public tiger::TCPServer {
   public:
    void handle_client(tiger::Socket::ptr client) override {
        TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[handle client:" << client << "]";
        auto buf = std::make_shared<tiger::ByteArray>();
        while (true) {
            buf->clear();
            std::vector<iovec> iovs;
            buf->get_enable_write_buffers(iovs, 1024);
            int rt = client->recv(&iovs[0], iovs.size());
            if (rt == 0) {
                TIGER_LOG_I(tiger::TEST_LOG) << "[has closed client:" << client << "]";
                break;
            } else if (rt < 0) {
                TIGER_LOG_E(tiger::TEST_LOG) << "[client error"
                                             << " erron:" << strerror(errno) << "]";
                break;
            }
            buf->set_position(buf->get_position() + rt);
            buf->set_position(0);
            const std::string &msg = buf->to_string();
            TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[Echo receive: " << msg << "]";
            client->send(msg.c_str(), msg.size());
            if (msg.find("stop") == 0) {
                TIGER_LOG_I(tiger::TEST_LOG) << "[ECHO STOP]";
                stop();
                tiger::IOManager::GetThreadIOM()->stop();
            }
        }
    }
};

void run() {
    auto addr = tiger::Address::LookupAny("0.0.0.0:8080");
    auto ech_server = std::make_shared<EchoServer>();
    ech_server->bind(addr);
    ech_server->start();
}

int main() {
    tiger::SingletonLoggerMgr::Instance()->add_loggers("tiger", "../conf/tiger.yml");
    tiger::Thread::SetName("TCPServer");
    TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[tcp_server test start]";
    auto iom = std::make_shared<tiger::IOManager>("TCPServer", true, 1);
    iom->schedule(run);
    iom->start();
    TIGER_LOG_D(tiger::TEST_LOG) << "[tcp_server test end]";
    return 0;
}