一個對異步IO的小小的介紹 (3)

時間 2019-11-13

標籤一個異步小小介紹简体版

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一個對異步IO的小小的介紹 (4)

這裏是另外一個ROT13 server的異步實現。此次，它使用libevent 2 來替代select。注意fd_sets已經再也不使用，取而代之的是: 咱們使用一個event_base結構關聯或者取消關聯事件，它內部實現了select、poll、epoll、kqueue等。編程

Example: A low-level ROT13 server with Libeventwindows

/* For sockaddr_in */
#include <netinet/in.h>
/* For socket functions */
#include <sys/socket.h>
/* For fcntl */
#include <fcntl.h>
#include <event2/event.h>

#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

#define MAX_LINE 16384void do_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);void do_write(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);charrot13_char(char c)
{    /* We don't want to use isalpha here; setting the locale would change     * which characters are considered alphabetical. */
    if ((c >= 'a' && c <= 'm') || (c >= 'A' && c <= 'M'))        return c + 13;    else if ((c >= 'n' && c <= 'z') || (c >= 'N' && c <= 'Z'))        return c - 13;    else
        return c;
}
struct fd_state 
{    
    char buffer[MAX_LINE];
    size_t buffer_used;

    size_t n_written;
    size_t write_upto;    
    struct event *read_event;    
    struct event *write_event;
};

struct fd_state *alloc_fd_state(struct event_base *base, evutil_socket_t fd)
{    
    struct fd_state *state = malloc(sizeof(struct fd_state));    
    f (!state)        
        return NULL;
    state->read_event = event_new(base, fd, EV_READ|EV_PERSIST, do_read, state);    
    if (!state->read_event) 
    {
        free(state);        
        return NULL;
    }
    
    state->write_event =
        event_new(base, fd, EV_WRITE|EV_PERSIST, do_write, state);
            
    if (!state->write_event) 
    {
        event_free(state->read_event);
        free(state);        return NULL;
    }

    state->buffer_used = state->n_written = state->write_upto = 0;

    assert(state->write_event);    
    return state;
}

void free_fd_state(struct fd_state *state)
{
    event_free(state->read_event);
    event_free(state->write_event);
    free(state);
}

void do_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg)
{    
    struct fd_state *state = arg;    
    char buf[1024];    
    int i;
    ssize_t result;    
    while (1) 
    {
        assert(state->write_event);
        result = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);        
        if (result <= 0)            
            break;        
        for (i=0; i < result; ++i)  
        {       
            if (state->buffer_used < sizeof(state->buffer))
                state->buffer[state->buffer_used++] = rot13_char(buf[i]);            
            if (buf[i] == '\n') 
            {
                assert(state->write_event);
                event_add(state->write_event, NULL);
                state->write_upto = state->buffer_used;
            }
        }
    }    
    if (result == 0) 
    {
        free_fd_state(state);
    } 
    else if (result < 0) 
    {        
        if (errno == EAGAIN) // XXXX use evutil macro
            return;
        perror("recv");
        free_fd_state(state);
    }
}

void  do_write(evutil_socket_t fd, short events, void *arg)
{    
    struct fd_state *state = arg;    
    while (state->n_written < state->write_upto) 
    {
        ssize_t result = send(fd, state->buffer + state->n_written,
                              state->write_upto - state->n_written, 0);        
        if (result < 0) 
        {            
            if (errno == EAGAIN) // XXX use evutil macro
                return;
            free_fd_state(state);            
            return;
        }
        assert(result != 0);

        state->n_written += result;
    }    
    if (state->n_written == state->buffer_used)
        state->n_written = state->write_upto = state->buffer_used = 1;
        
    event_del(state->write_event);
}

void    do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg)
{    
    struct event_base *base = arg;    
    struct sockaddr_storage ss;
    socklen_t slen = sizeof(ss);    
    int fd = accept(listener, (struct sockaddr*)&ss, &slen);    
    if (fd < 0) 
    { // XXXX eagain??
        perror("accept");
    } 
    else if (fd > FD_SETSIZE) 
    {
        close(fd); // XXX replace all closes with EVUTIL_CLOSESOCKET */
    } 
    else 
    {        
        struct fd_state *state;
        evutil_make_socket_nonblocking(fd);
        state = alloc_fd_state(base, fd);
        assert(state); /*XXX err*/
        assert(state->write_event);
        event_add(state->read_event, NULL);
    }
}

void    run(void)
{
    evutil_socket_t listener;    
    struct sockaddr_in sin;    
    struct event_base *base;    
    struct event *listener_event;

    base = event_base_new();    
    if (!base)        
        return; /*XXXerr*/

    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = 0;
    sin.sin_port = htons(40713);

    listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    evutil_make_socket_nonblocking(listener);

#ifndef WIN32
    {        
        int one = 1;
        setsockopt(listener, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one));
    }
#endif    
    if (bind(listener, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0) 
    {
        perror("bind");        
        return;
    }   
    if (listen(listener, 16)<0) 
    {
        perror("listen");        
        return;
    }

    listener_event = event_new(base, listener, EV_READ|EV_PERSIST, do_accept, (void*)base);    /*XXX check it */
    event_add(listener_event, NULL);

    event_base_dispatch(base);
}

int main(int c, char **v)
{
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);

    run();    
    return 0;
}

（另外須要注意的地方：咱們使用evutil_socket_t代替int來表示一個socket；使用evutil_make_socket_nonblocking代替fcntl(O_NONBLOCK)讓套接字變成非阻塞方式，這些改變讓咱們的代碼兼容Win32下的一些分散的網絡API) 網絡

使用方便性如何？Windows系統下又如何？

你可能已經意識到咱們的代碼變得更加高效，同時它也變得更復雜。回到以前當咱們forking時，咱們不須要爲每個鏈接管理一個緩衝，咱們僅僅爲每個進程帶有一個單獨的基於堆棧上的緩衝。咱們不須要明確地去跟蹤每個套接字的讀取或者寫入事件，那已經在庫的代碼內部實現了。而且咱們也不須要一個結構去跟蹤每個操做是否已經完成，咱們僅使用循環和堆棧變量就能夠了。
異步

再者，若是你有windows下網絡編程經驗，你將會意識到，上面的例子中，libevent的使用可能沒有帶來性能的優化。在window中，實現高效異步IO的方式並非使用像select這樣的接口，而是IOCP（完成端口）。不像其餘的一些高效的網絡API，當套接字就緒能夠操做時IOCP並不處理並告知你的應用程序須要進一步處理。取而代之的是，應用程序調用一個windows網絡API去發起操做調用，稍後由IOCP通知應用程序操做已經完成了。socket

幸運的是，libevent2 的 bufferevents 接口解決了這些問題：它使編碼更容易，而且提供了高效的實如今windows和Unix上的接口。ide