libuv在cocos2d-x中的使用

最新推荐文章于 2021-01-20 00:43:44 发布

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本文详细介绍了libuv库在游戏开发场景中的应用实例与优化技巧，包括其基本使用方法、遇到的问题及解决策略。通过具体代码示例展示了如何在客户端与服务器间高效地进行消息传递，并讨论了libuv在不同平台（如Windows、Linux、MacOS）上的构建与集成。同时，文章还涉及了libuv与其他技术（如C++、Lua）的结合使用，以及在iOS、Android和Windows平台下的开发经验分享。

libuv经过Node.js的实践和应用，已经证明非常之成熟，本来之前项目用的是这个：clsocket https://github.com/DFHack/clsocket 当初选它的主要原因是它支持Windows、Linux、Mac OSX（我猜测的），但致命的缺点就是仅支持阻塞的TCP，这样就会导致一个问题，在连接游戏服务器、聊天服务器的时候游戏主界面会直接被卡死，等连接成功后才能恢复正常。而LuaSocket之前游戏也替换过，发现的问题主要是依赖lua的循环检测是否有新的数据（定时器），从而导致明显的界面延时。Cocos2d-x 3.x版本因为性能大幅提升，似乎此问题感受并不明显，而我们因为项目历史明显，lua 与 C++结合的很死，本身跑起来就一卡一卡的。

当然还有很多优秀的C++ TCP网络库，不过大部分似乎写的时候就只准备支持Linux/Unix，压根就没想支持Windows。而我们开发人员首先肯定是先在Windows下进行开发，神马？用Mac，公司连给iMac换个512G的SSD审批就很难，就别做梦了。自己出钱或者自带mac笔记本行么？不行！不允许使用外置USB，想用吗？走个OA单申请一下，一般开发人员的申请是直接被拒绝的，主程除外（好吧，我算比较幸运的 - “主程”）

吐槽归吐槽，活还是要干活的滴。libuv在实际使用中我发现的几个问题，如果连接socket时后台主动断开连接，那么后台最后发送出来的消息有可能会接收不到（概率性的，解决方法就是让后台发送消息完之后延时几秒再关闭socket连接）。iOS设备在关闭电源后，socket立马就断掉了，游戏从后台切换到前台时需要能自动重连一次。而libuv因为本身是用纯C实现的，它的回调方法基本上都是static函数，用C++封装的话有点小麻烦，网上也有人用C++11封装的比较好，可惜我使用的NDK版本比较低，支持不了C++11的特性只好放弃，但人家的思路还是可以借鉴的，觉得很赞。

以客户端为例，先了解下libuv的基本使用，示例来自gist (所有的libuv函数都以uv_开头)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <uv.h>
 
#define log(x) printf("%s\n", x);
 
uv_loop_t *loop;
 
void on_connect(uv_connect_t *req, int status);
void on_write_end(uv_write_t *req, int status);
uv_buf_t alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size);
void echo_read(uv_stream_t *server, ssize_t nread, uv_buf_t buf);

// サーバからのレスポンスを表示
void echo_read(uv_stream_t *server, ssize_t nread, uv_buf_t buf) {
  if (nread == -1) {
    fprintf(stderr, "error echo_read");
    return;
  }

  // 結果を buf から取得して表示
  printf("result: %s\n", buf.base);
}

// suggeseted_size で渡された領域を確保
uv_buf_t alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size) {
  // 読み込みのためのバッファを、サジェストされたサイズで確保
  return uv_buf_init((char*) malloc(suggested_size), suggested_size);
}

// サーバへデータ送信後, サーバからのレスポンスを読み込む
void on_write_end(uv_write_t *req, int status) {
  if (status == -1) {
    fprintf(stderr, "error on_write_end");
    return;
  }

  // 書き込みが終わったら、すぐに読み込みを開始
  uv_read_start(req->handle, alloc_buffer, echo_read);
}

// サーバとの接続を確立後, サーバに文字列を送信
void on_connect(uv_connect_t *req, int status) {
  if (status == -1) {
    fprintf(stderr, "error on_write_end");
    return;
  }

  // 送信メッセージを登録
  char *message = "hello.txt";
  int len = strlen(message);

  /** これだとセグフォ
   * uv_buf_t buf[1];
   * buf[0].len = len;
   * buf[0].base = message;
   */

  // 送信データ用のバッファ
  char buffer[100];
  uv_buf_t buf = uv_buf_init(buffer, sizeof(buffer));

  // 送信データを載せる
  buf.len = len;
  buf.base = message;

  // ハンドルを取得
  uv_stream_t* tcp = req->handle;

  // 書き込み用構造体
  uv_write_t write_req;
 
  int buf_count = 1;
  // 書き込み
  uv_write(&write_req, tcp, &buf, buf_count, on_write_end);
}
 
int main(void) {
  // loop 生成
  loop = uv_default_loop();

  // Network I/O の構造体
  uv_tcp_t client;

  // loop への登録
  uv_tcp_init(loop, &client);

  // アドレスの取得
  struct sockaddr_in req_addr = uv_ip4_addr("127.0.0.1", 7000);

  // TCP コネクション用の構造体
  uv_connect_t connect_req;

  // 接続
  uv_tcp_connect(&connect_req, &client, req_addr, on_connect);

  // ループを開始
  return uv_run(loop);
}

libuv使用的基本步骤：

1、生成一个loop (uv_default_loop() 或者 uv_loop_t _loop)

2、初始化一个client，uv_tcp_init

3、连接指定的服务器，uv_tcp_connect

4、开启消息循环，uv_run

通常使用时，我们都需要新启动一个线程，在该线程中来执行uv_run来保证不阻塞当前调用的线程（uv_run是阻塞的，不会立即返回）。

使用线程的关键函数：uv_thread_create（创建线程）、uv_async_init、uv_async_send（线程通信），消息的发送是异步的，在另外一个线程中多次（二次或更多）调用了uv_async_send函数后它只会保证uv_async_init回调函数至少被调用一次

uv_async_send是非阻塞的，同样也不是线程安全的，在变量访问时应该尽量和互斥量或读写锁来保证访问顺序。

我们游戏服务器是双线的，所以返回给客户端的数据是域名 + 端口，这里需要先将域名转为ip然后进行uv_tcp_connect连接。

示例代码：

uv_getaddrinfo_t* getaddrinfo_handle = (uv_getaddrinfo_t*)malloc(sizeof(uv_getaddrinfo_t));
getaddrinfo_handle->data = this;
 
int r = uv_getaddrinfo(&loop_, getaddrinfo_handle, &AfterDNSResolved, m_strDomain.c_str(), NULL, NULL);
 
//r 返回0时表示正常，非0则说明出错了可通过 uv_err_name(r)、uv_strerror(r)获得出错信息

uvbook的QueryDNS示例：

int main() {
    loop = uv_default_loop();

    struct addrinfo hints;
    hints.ai_family = PF_INET;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
    hints.ai_flags = 0;

    uv_getaddrinfo_t resolver;
    fprintf(stderr, "irc.freenode.net is... ");
    int r = uv_getaddrinfo(loop, &resolver, on_resolved, "irc.freenode.net", "6667", &hints);

    if (r) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo call error %s\n", uv_err_name(r));
        return 1;
    }
    return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
}
   
void on_resolved(uv_getaddrinfo_t *resolver, int status, struct addrinfo *res) {
    if (status < 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo callback error %s\n", uv_err_name(status));
        return;
    }

    char addr[17] = {'\0'};
    uv_ip4_name((struct sockaddr_in*) res->ai_addr, addr, 16);
    fprintf(stderr, "%s\n", addr);

    uv_connect_t *connect_req = (uv_connect_t*) malloc(sizeof(uv_connect_t));
    uv_tcp_t *socket = (uv_tcp_t*) malloc(sizeof(uv_tcp_t));
    uv_tcp_init(loop, socket);

    uv_tcp_connect(connect_req, socket, (const struct sockaddr*) res->ai_addr, on_connect);

    uv_freeaddrinfo(res);
}

Windows下的libuv工程构建，使用官方推荐的gyp生成vs的解决方案即可

1、安装并设置python(2.6或2.7版本)

2、源码目录下新建build目录，然后将gyp下载至该目录

3、双击执行vcbuild.bat即可

在其它项目中引用libuv.lib时，需要在VS附加依赖项中添加几个系统的lib，不然会报错

libuv.lib
advapi32.lib
iphlpapi.lib
psapi.lib
shell32.lib
userenv.lib
ws2_32.lib

Android下编译libuv.a，我安装了虚拟机然后折腾了好一会，最后放弃了，参考Linux生成的mk自己整了一个完整的mk文件

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := uv_static

LOCAL_MODULE_FILENAME := libuv

#LOCAL_SRC_FILES := proj.android/libuv.a
#LOCAL_EXPORT_CFLAGS := -I$(LOCAL_PATH)/include

LOCAL_SRC_FILES := \
src/fs-poll.c \
src/inet.c \
src/threadpool.c \
src/uv-common.c \
src/version.c \
src/unix/async.c \
src/unix/core.c \
src/unix/dl.c \
src/unix/fs.c \
src/unix/getaddrinfo.c \
src/unix/getnameinfo.c \
src/unix/loop.c \
src/unix/loop-watcher.c \
src/unix/pipe.c \
src/unix/poll.c \
src/unix/process.c \
src/unix/signal.c \
src/unix/stream.c \
src/unix/tcp.c \
src/unix/thread.c \
src/unix/timer.c \
src/unix/tty.c \
src/unix/udp.c \
src/unix/proctitle.c \
src/unix/linux-core.c \
src/unix/linux-inotify.c \
src/unix/linux-syscalls.c \
src/unix/pthread-fixes.c \
src/unix/android-ifaddrs.c

LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include \
                    $(LOCAL_PATH)/src \
                    $(LOCAL_PATH)/src/unix

LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include \
                           $(LOCAL_PATH)/src \
                           $(LOCAL_PATH)/src/unix

LOCAL_CFLAGS := \
-Wall \
-fvisibility=hidden \
-g \
--std=gnu89 \
-pedantic \
-Wall \
-Wextra \
-Wno-unused-parameter \
-Wstrict-aliasing \
-O3 \
-fstrict-aliasing \
-fomit-frame-pointer \
-fdata-sections \
-ffunction-sections

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

在项目的jni/Android.mk中只需要添加

LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES += uv_static

$(call import-module,libuv)

//注意添加NDK的搜索路径

而自己项目中需要用到uv.h时，修改相应的Android.mk文件，在

LOCAL_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/../../libuv/include \

//目录自己依照自己的环境进行修改

一切正常的话，在eclipse项目的obj目录下会看到编译成功后的文件

iOS下的编译，默认libuv只提供了Mac下的编译，修改一下就可以让它支持iOS了

1、下载libuv https://github.com/joyent/libuv/releases

2、shell进入libuv

$mkdir -p build

$git clone https://git.chromium.org/external/gyp.git build/gyp

3、$./gyp_uv.py -f xcode

生成xcode项目文件uv.xcodeproj

4、打开xcode，修改architectures