TCP網路程式設計本質

TCP網路程式設計最本質的是處理三個半事件

1. 連線建立：伺服器accept(被動)接收連線，客戶端connect(主動)發起連線
2. 連線斷開：主動斷開(close、shutdown)，被動斷開(read返回0)
3. 訊息到達：檔案描述符可讀
4. 訊息傳送完畢：這算半個。對於低流量的服務，可不必關心這個事件；這裡的傳送完畢是指資料寫入作業系統緩衝區，將由TCP協議棧負責資料的傳送與重傳，不代表對方已經接收到資料

EventLoop是整個Reactor的核心。其類圖如下：

one loop per thread意味著每個執行緒只能有一個EventLoop物件，用變數

__thread EventLoop* t_loopInThisThread = 0;

表示，在建立EventLoop物件時將t_loopInThisThread賦值，以後再建立時就可以檢查這個變數，如果已經賦值就說明當前執行緒已經建立過EventLoop物件了。執行緒呼叫靜態函式EventLoop::getEventLoopOfCurrentThread就可以獲得當前執行緒的EventLoop物件的指標了。

對EventLoop的個人理解

1. 與libevent的event_base類似，EventLoop也是一個事件迴圈，即EventLoop本質上是一個while迴圈，在while迴圈中呼叫了epoll_wait/poll監聽註冊在EventLoop上的事件/Channel
2. EventLoop的使用與libevent的event_base一樣，就是呼叫loop()函式對安插在EventLoop物件上的事件進行監聽

EventLoop::loop()的時序圖

1. loop.loop()實際上是在while迴圈中呼叫了poll或epoll的poll函式，程式在此處阻塞，直到有事件被觸發
2. 當監聽到事件被觸發後，呼叫handleEvent()函式去處理事件

//事件迴圈，該函式不能跨執行緒呼叫，只能在建立該物件的執行緒中呼叫
void EventLoop::loop()
{
  assert(!looping_); 
  assertInLoopThread
 
(); //斷言當前處於建立該物件的執行緒中
  looping_ = true;
  quit_ = false;  // FIXME: what if someone calls quit() before loop() ?
  LOG_TRACE << "EventLoop " << this << " start looping";

  while (!quit_)
  {
	//清除活動通道
    activeChannels_.clear();
	
	//呼叫poll()[ 本質上epoll的epoll_wait、poll的poll() ]，阻塞在這裡
	//poll返回後，activeChannels_活動通道被填充
    pollReturnTime_ = poller_->poll(kPollTimeMs, &activeChannels_);
    ++iteration_;
    if (Logger::logLevel() <= Logger::TRACE)
    {
      printActiveChannels();
    }
    eventHandling_ = true;
	//遍歷每一個活動通道，並處理事件handleEvent
    for (Channel* channel : activeChannels_)
    {
      currentActiveChannel_ = channel;
      currentActiveChannel_->handleEvent(pollReturnTime_);
    }
    currentActiveChannel_ = NULL;
    eventHandling_ = false;
    doPendingFunctors(); //執行pendingFunctors_中的任務
  }

  LOG_TRACE << "EventLoop " << this << " stop looping";
  looping_ = false;
}

示例程式碼

父子執行緒都建立了自己的loop，並且監控安插在各自身上的事件

#include <muduo/net/EventLoop.h>
#include <muduo/base/Thread.h>

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

using namespace muduo;
using namespace muduo::net;

void callback()
{
  printf("callback(): pid = %d, tid = %d\n", getpid(), CurrentThread::tid());
  EventLoop anotherLoop;
}

void threadFunc()
{
  printf("threadFunc(): pid = %d, tid = %d\n", getpid(), CurrentThread::tid());

  assert(EventLoop::getEventLoopOfCurrentThread() == NULL);
  EventLoop loop; //子執行緒中的loop
  assert(EventLoop::getEventLoopOfCurrentThread() == &loop);
  loop.runAfter(1.0, callback); //1s後，呼叫callback
  loop.loop();
}

int main()
{
  printf("main(): pid = %d, tid = %d\n", getpid(), CurrentThread::tid());

  assert(EventLoop::getEventLoopOfCurrentThread() == NULL);
  EventLoop loop; //主執行緒中的loop
  assert(EventLoop::getEventLoopOfCurrentThread() == &loop);

  Thread thread(threadFunc);
  thread.start(); //啟動子執行緒

  loop.loop(); //主執行緒中的loop呼叫loop()
}