使用libevent改进的boa服务器

最新推荐文章于 2020-09-18 16:29:02 发布

原创最新推荐文章于 2020-09-18 16:29:02 发布 · 1.3k 阅读

5 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#null #http服务器 #struct #server #signal #nginx

网络专栏收录该内容

5 篇文章

订阅专栏

本文介绍了一种将boa HTTP服务器从传统的select I/O模型迁移到libevent库的方法，通过使用libevent提供的高效多路I/O函数封装，优化了boa的性能和响应能力。文章详细阐述了改造过程中的主要思想、工作原理和关键修改部分，包括替换select调用为libevent的event_base_loop，以及如何利用libevent的事件机制来提高boa在处理并发请求时的效率。此外，文章还提供了一个简单的测试脚本，验证了改造后的boa在本地环境下的稳定性和性能表现。

源代码已经迁移到GitHub上。

https://github.com/tricky1997/boa-libevent

boa

boa服务器是一个比较简单的HTTP服务器。不同于Apache、nginx这种大家伙，boa代码量比较少，功能比较简单，常用于嵌入式设备。

对请求的处理方式是select+非阻塞I/O。

主要的数据结构有：

三个请求队列：request_ready，request_block，request_free。

两个fdset： block_read_fdset，block_write_fdset；

主要的设计思想是：在一个while(1)循环里，通过不断的select等待以及对请求队列的轮询，来完成HTTP请求的处理及应答。可以简单概括为“等待+轮询request队列”的方式。

详细些的工作原理可以参看boa源码，以及博客里的《BOA学习笔记》系列。

libevent

提供了跨平台的高效多路I/O函数的封装。支持的后端有/dev/poll, kqueue(2), select(2),poll(2), epoll(4) ，Windows select，Solaris's event ports等。

可以监听定时器，信号，以及文件描述符等。

目前流行的轻量级但高效灵活的nginx就是使用的libevent开发。

主要思想：

使用libevent对boa的源代码进行了简单修改：

主体流程不变，没有完全使用异步事件处理机制，依然沿用了无限“等待+轮询request队列”的方式，依然使用了fdset和三个request队列；

使用event_base_loop+event_base_loopexit代替了select调用，使用event_base来托管信号,两个fdset依然保持原来含义，不过不再使用fdset+select来监听事件;

修改后，完全用更高效的libevent替代了select。

改进的boa其实没有太大意义。毕竟成熟的、经得住高流量的服务器软件有nginx、apache、lighttpd等。在嵌入式等要求苛刻的环境下，select一般足以应付连接。

PS：

我只是把它当作libevent的练手小程序了，各位发现bug的话欢迎讨论。

由于没什么测试经验，只在本机上运行，进行了很简单的测试：

打开firefox和chrome试试访问几个页面；

编写了个脚本文件，curl迭代GET一万次，看看是否挂掉或者死循环。

#!/bin/bash
times=0
while [ $times != 10000 ]
do
    curl 127.0.0.1:9001/1/ -silent > /dev/null
    times=`expr $times + 1`
done

没有进行任何高并发情况下的测试，其实我真的很想知道libevent用epoll处理高并发到底多牛逼:(。

主要修改部分：

源代码里，修改的地方一般加上了 /* XXX tricky1997 */的注释，可以全局查找。

主要修改的文件有，boa.c，select.c，signal.c，global.h，boa.h。并新增加了event.c文件。

以下是修改的主要部分：

select.c的修改：

while (1) {
      
        if (sigterm_flag) {
            if (sigterm_flag == 1)
                sigterm_stage1_run(server_s);
            if (sigterm_flag == 2 && !request_ready && !request_block) {
                sigterm_stage2_run();
            }
        }
   
        time(&t_time);

        if (request_block)
            /* move selected req's from request_block to request_ready */
            fdset_update();

        /* any blocked req's move from request_ready to request_block */
        process_requests(server_s);

        if (!sigterm_flag && total_connections < (max_connections - 10)) {
            //BOA_FD_SET(server_s, &block_read_fdset); /* server always set */
            /* XXX tricky1997 */            
            event_add(server_event, NULL);
        }

        req_timeout.tv_sec = (request_ready ? 0 :
                              (ka_timeout ? ka_timeout : REQUEST_TIMEOUT));
        req_timeout.tv_usec = 0l;   /* reset timeout */

		/* XXX trickt1997 */
		FD_ZERO(&block_read_fdset);
		FD_ZERO(&block_write_fdset);
		if( (request_ready || request_block) )
			event_base_loopexit(boa_event_base, &req_timeout);
		event_base_loop(boa_event_base, EVLOOP_ONCE) ;
    }
}

signal.c的修改：

void init_signals(void)
{
    struct sigaction sa;
    struct event *sigsegv_event, *sigbus_event, *sigint_event, *sigterm_event, *sighup_event, *sigalrm_event, *sigchld_event;

    sa.sa_flags = 0;

    sigemptyset(&sa.sa_mask);

    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGTERM);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGHUP);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGPIPE);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGCHLD);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGALRM);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGUSR1);
    sigaddset(&sa.sa_mask, SIGUSR2);
    
    sigsegv_event = event_new(boa_event_base, SIGSEGV, EV_SIGNAL|EV_PERSIST, sigsegv, NULL );
    event_add(sigsegv_event, NULL);

    /* ...其他的event */

    sigalrm_event = event_new(boa_event_base, SIGALRM, EV_SIGNAL|EV_PERSIST, sighup, NULL );
    event_add(sigalrm_event, NULL);

    sa.sa_handler = SIG_IGN;
    sigaction(SIGPIPE, &sa, NULL);
    sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
    sigaction(SIGUSR2, &sa, NULL);
}

event.c里的函数：

/* used in BOA_FD_SET */
void event_alloc(int fd, fd_set* where){
    int flags = 0;
	struct event_entry* entry;

    if(where == &block_read_fdset)
		flags |= EV_READ;
	else
		flags |= EV_WRITE;
	
	entry = get_event_entry();
	
	event_assign(entry->event, boa_event_base, fd, flags, event_happened, entry);
	event_add(entry->event, NULL);
}

/* normal event handler */
void event_happened(evutil_socket_t fd, short what, void *arg)
{
	struct event_entry* entry = (struct event_entry*) arg;

	if (fd > max_fd) max_fd = fd; 
	if (what & EV_READ)
		FD_SET(fd, &block_read_fdset);
	else
		FD_SET(fd, &block_write_fdset);

	dequeue_event(&event_used, entry);
	enqueue_event(&event_unused, entry);

	event_del(entry->event); 
	//entry->event = NULL;
}