仿muduo实现高并发服务器——端对端Socket.hpp

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目录

• • 摘要
  • 注释
  • • 3.1 回顾
    • 3.2 新知识
    • 3.3 注意
    • 3.4 反思
  • 正文
  • • 4.1 生命周期与返回值约定
    • 4.2 服务端路径
    • 4.3 收发与阻塞
    • 4.4 开发中遇到的问题
  • 总结
  • 常见问题
  • 标签

摘要

Socket.hpp 是 header-only 的单句柄 TCP 封装，唯一成员为 int _sockfd，默认构造置 -1，析构 close 后复位。对外提供 Create / Bind / Listen / Accept / Connect / Recv / Send / Close，另有 SetNonBlock、SetNonBlockRecv / SetNonBlockSend 与 CreateServer / CreateClient 两个组合入口。价值在于把系统调用返回值判定、sockaddr_in 填充与字节序转换收在一处。注释段自述：本实现保证 HTTP 请求的服务端而非客户端。

代码仓库：https://gitee.com/btshadow/Ubuntu_learning/blob/master/October/10-17/muduo/src/server.hpp

注释

3.1 回顾

htons/ntohs：TCP/IP 规定用大端序，即网络字节序；本机算出要发到网络用 htons/htonl，从网络收到转本机用 ntohs/ntohl。Bind 与 Connect 里的 htons(port) 属于服务端自身绑定、要让客户端看到该端口的那一侧。 accept 二、三参数：第二参数是输出参数，存放对端地址；第三参数是值-结果参数，传入时为 addr 缓冲区大小，返回时为实际写入长度（见 bug3）。 ET 模式：epoll 的边缘触发，只有状态变化（从无到有/从有到多）时通知一次，对比 LT。本文件未含 epoll，仅记录。

3.2 新知识

noexcept(true) 等价于 noexcept，是"不抛异常"的显式声明；内部真抛了异常则直接 std::terminate()。承诺的是不抛 C++ 异常，不是调用一定成功。价值在于移动构造/移动赋值标 noexcept 后，std::vector 等容器扩容走移动而非拷贝。只在确实不抛处用（移动构造、swap、析构、getter），可能分配内存或抛业务异常的不标。本文件中带 noexcept 的只有注释抄录的 listen 原型。

3.3 注意

sockaddr_in 在 bind 与 connect 前有必要清空（Bind、Connect 各有 memset），accept 时没必要，因为 accept 内是覆盖式写入（Accept 未 memset）。 EAGAIN 与 EINTR 作为读/写异常：EAGAIN 关联非阻塞（MSG_DONTWAIT），EINTR 关联信号，与非阻塞关系小（Recv、Send 的 errno 判定）。 客户端无需 bind：客户端间各自独立且难以手动管理，内核已代做，故 CreateClient 只有 Create + Connect。

3.4 反思

测试时太大意了，主要是不想测试、想快点结束，结果代码本身没有 bug，却因测试方式以为有 bug。

正文

4.1 生命周期与返回值约定

Socket() 置 _sockfd = -1，Socket(int) 接管外部 fd，Fd() 取值；析构 close 后置 -1。Close() 只 close 不复位 _sockfd，故析构时会对同一 fd 再 close 一次。每个系统调用失败路径都走 ERR_LOG，成功的组合入口用 INF_LOG。

4.2 服务端路径

CreateServer(port, ip = "0.0.0.0") 依次 Create → Bind → Listen，成功后 INF_LOG 并调 SetReuseAddrPort。Create 用 socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)；Bind 先 memset 再填 sin_family、htons(port)，地址由 inet_pton 写入 sin_addr，旧的 inet_addr 写法留在注释中；Listen 缺省 MAX_LISTEN = 1024。SetReuseAddrPort 对 SO_REUSEADDR 与 SO_REUSEPORT 各 setsockopt 一次，位置在 bind/listen 之后，失败只记录。

4.3 收发与阻塞

Recv / Send 直接转发系统调用，n <= 0 时若 errno 为 EAGAIN 或 EINTR 返回 0，否则 ERR_LOG 后返回 -1；Send 另有 n == 0 的独立日志分支。SetNonBlockRecv / SetNonBlockSend 以 MSG_DONTWAIT 调用。SetNonBlock 用 F_GETFL 取标志，再 F_SETFL | O_NONBLOCK。客户端方向 CreateClient 只有 Create 与 Connect，不含 Bind，Connect 同样 memset、htons、inet_pton。

4.4 开发中遇到的问题

bug1：INADDR_ANY 是 0 不是字符串，极易误会（注释记 [30min]）。原写法 const std::string& ip = INADDR_ANY 已注释掉，现默认值为 "0.0.0.0"，仍交给 inet_pton 转换。 bug2：测试时注意，监听套接字不能用于通信。标注位于 Send() 内。 bug3：accept 的第三参数同时作为输入输出参数，调用前须给出缓冲区大小：

// Accept()
// 原：socklen_t len;
socklen_t len = sizeof(client_addr);

总结

封装边界是套接字生命周期加系统调用的返回判定；三条注意分别落在 Bind/Connect 的 memset、Recv/Send 的 errno 分支、CreateClient 不 Bind，bug3 正是"值-结果参数"未传初值。bug1 属类型不匹配，bug2 属套接字角色混用。

常见问题

标签

C++、TCP Socket 封装、inet_pton、EAGAIN/EINTR、header-only

【统计：全文约 1180 字 / 原代码 256 行 / 比例约 4.6；注释字段小节 4 个 / 成文 bug 3 处】