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集群聊天服务器---muduo库的使用

使用 C++ 和 muduo 网络库来实现一个简单的聊天服务器和客户端。

服务器端:

class chatServer
{
public:
// 初始化TcpServer
chatServer(muduo::net::EventLoop *loop,
const muduo::net::InetAddress &listenAddr)
: _server(loop, listenAddr, "chatServer")
{
// 通过绑定器设置回调函数
_server.setConnectionCallback(bind(&chatServer::onConnection, this, _1));
_server.setMessageCallback(bind(&chatServer::onMessage, this, _1, _2, _3));

// 设置EventLoop的线程个数
_server.setThreadNum(10);
}

// 启动ChatServer服务
void start()
{
_server.start();
}

private:
// TcpServer绑定的回调函数,当有新连接或连接中断时调用
void onConnection(const muduo::net::TcpConnectionPtr &con);
// TcpServer绑定的回调函数,当有新数据时调用
void onMessage(const muduo::net::TcpConnectionPtr &con,
muduo::net::Buffer *buf,
muduo::Timestamp time);

private:
muduo::net::TcpServer _server;
};

首先:构造函数中

        初始化TcpServer对象_server,传入EventLoop,监听地址和服务器名称

        设置连接和消息的回调函数,这些函数将在连接建立或者断开时调用,以及接受到新消息时调用

        设置Eventloop的线程数为10 使用10个线程来处理网络事件

而start()方法 是为了启用TcpServer,开始监听和接受连接

其中私有成员:

        两个函数 分别是为了处理新连接或者连接断开的回调函数。一个是为了处理接收到的新消息的回调函数。

        私有成员的变量:_server:是TcpServer对象,是用来管理网络连接和事件。

客户端:

class chatClient
{
public:
chatClient(muduo::net::EventLoop *loop,
const muduo::net::InetAddress &addr)
: _client(loop, addr, "chatClient")
{
// 设置客户端TCP连接回调接口
_client.setConnectionCallback(bind(&chatClient::onConnection, this, _1));
// 设置客户端接收数据回调接口
_client.setMessageCallback(bind(&chatClient::onMessage, this, _1, _2, _3));
}

// 连接服务器
void connect()
{
_client.connect();
}

private:
// TcpClient绑定回调函数,当连接或者断开服务器时调用
void onConnection(const muduo::net::TcpConnectionPtr &con);
// TcpClient绑定回调函数,当有数据接收时调用
void onMessage(const muduo::net::TcpConnectionPtr &con,
muduo::net::Buffer *buf,
muduo::Timestamp time);

muduo::net::TcpClient _client;
};

构造函数:

        初始化 TcpClient 对象 _client,传入 EventLoop、服务器地址和客户端名称。

        设置连接和消息的回调函数,这些函数将在连接建立或断开时调用,以及接收到新消息时调用。

        connect()的作用是启动客户端连接到服务器。

私有成员:

   onConnection():处理连接或断开服务器的回调函数。

   onMessage():处理接收到的新消息的回调函数。

_client:TcpClient 对象,用于管理与服务器的连接和数据传输。

 

网络服务器编程常用模型

  • 方案1:accept + read/write

    这不是并发服务器。每个连接都需要一个独立的线程或进程来处理,不适合高并发场景。

  • 方案2:accept + fork – process-pre-connection

    适合并发连接数不大,计算任务工作量大于fork的开销的场景。服务器接受连接后,通过fork创建子进程来处理每个连接。

  • 方案3:accept + thread – thread-pre-connection

    比方案2的开销小了一点,但是并发造成线程堆积过多。服务器接受连接后,为每个连接创建一个线程来处理。

  • 方案4:muduo的网络设计:reactors in threads – one loop per thread

    一个main reactor负责accept连接,然后把连接分发到某个sub reactor(采用round-robin的方式来选择sub reactor),该连接的所有操作都在那个sub reactor所在的线程中完成。多个连接可能被分派到多个线程中,以充分利用CPU。Reactor poll的大小是固定的,根据CPU的数目确定。

  • 方案5:reactors in process – one loop pre process

    类似于Nginx服务器的网络模块设计,基于进程设计,采用多个Reactors充当I/O进程和工作进程,通过一把accept锁,完美解决多个Reactors的“惊群现象”。

  •  

    muduo中的reactor模型

            Reactor模型是一种事件处理模式,用于处理并发的服务请求。它可以处理一个或多个输入源(one or more inputs),并通过服务处理器(Service Handler)将输入事件(Event)同步分发给相应的请求处理器(Request Handler)进行处理。

  • muduo网络库的模型

    • main Reactor负责监听新的连接请求,并将新用户连接分配给工作线程(工作线程中包含epoll)。

    • 工作线程使用epoll来处理已连接用户的读写事件。

    • 对于耗时的I/O操作(如传送文件、音视频),可以单独开辟线程来处理,以避免阻塞主线程。

  • 使用多个Reactors

    • mainReactor负责接受新的客户端连接,并将这些连接分发给subReactor。

    • 每个subReactor处理一部分客户端的读写、解码、计算、编码和发送操作。

  • void setConnectionCallback(const ConnectionCallback& cb)
    {
    connectionCallback_ = cb;
    }

    /// Set message callback.
    /// Not thread safe.
    void setMessageCallback(const MessageCallback& cb)
    {
    messageCallback_ = cb;
    }

     

    class ChatServer
    {
    public:
    ChatServer(EventLoop *loop, // 事件循环
    const InetAddress &listenAddr, // IP+Port
    const string &nameArg) // 服务器的名字
    : _server(loop, listenAddr, nameArg), _loop(loop)
    {
    // 给服务器注册用户连接的创建和断开回调
    _server.setConnectionCallback(std::bind(&ChatServer::onConnection, this, _1));
    // 给服务器注册用户读写事件回调
    }

    private:
    // 专门处理用户的连接创建和断开 epoll listenfd accept
    void onConnection(const TcpConnectionPtr&)
    {
    }

    TcpServer _server; // #1
    EventLoop *_loop; // #2 epoll
    };

     

  • 构造函数:

    • ChatServer类接受一个EventLoop指针、一个InetAddress对象(包含IP地址和端口号)和一个服务器名称。

    • 使用这些参数初始化TcpServer对象_server和一个EventLoop指针_loop。并注册连接回调函数onConnection。

    • 注册连接回调函数onConnection,当有新连接或连接断开时调用。

  • 私有成员变量:

    • _server:TcpServer对象,用于管理网络连接和事件。

    • _loop:EventLoop指针,用于处理事件循环。


  •  

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