muduo网络库介绍

muduo网络库是陈硕大神开发的基于主从Reactor模式的，事件驱动的高性能网络库。

网络编程中有很多是事务性的工作，使用muduo网络库，用户只需要填上关键的业务逻辑代码，并将回调注册到框架中，就可以实现完整的网络服务。

muduo网络库的核心是one loop per thread + thread pool，有一个main Reactor负责accept连接，然后将连接挂在某个sub Reactor中（muduo通过round-robin算法选择一个sub Reactor）。这样该连接的所有操作都由该sub Reactor进行处理，多个连接可能被分派到多个线程中，以充分利用CPU。

muduo采用的是固定大小的Reactor poll，池的大小由用户进行设置，通常所有Reactor的个数应该等于CPU的数目。这样程序的总体处理能力不会随连接数增加而下降。由于一个连接完全由一个线程管理，那么请求的顺序性有保证，突发请求也不会占满所有CPU。把IO分配个多给线程，防止出现一个Reactor的处理能力饱和。

小规模计算可以在当前IO线程完成并发回结果，从而降低响应的延迟。如果需要大规模计算，可以再交给一个线程池让其进行处理，从而防止阻塞当前sub Reactor导致响应变慢。

如果TCP连接有优先级之分，可以将高优先级的连接放在一个单独的sub Reactor来处理，从而避免优先级反转。

muduo网络库环境搭建

参考博客：C++ muduo网络库知识分享01 - Linux平台下muduo网络库源码编译安装

使用muduo实现echo服务器

由于网络库封装了网络IO代码，所以不同的服务器的区别主要在于业务逻辑代码的不同。echo服务器简单地将来自客户端的数据回发给客户端，应该是业务逻辑最简单的服务器了，通过了解如何使用muduo网络库实现echo服务器有助于我们了解使用muduo网络库的基本方法，如果需要对网络部分进行优化就需要深入源码了解muduo网络库的实现原理，本文不详细涉及这部分（以后可能会更新关于muduo源码剖析的博客）。

使用muduo网络库我们需要组合TcpServer类，一般还需要保存EventLoop指针。EventLoop负责管理事件循环（epoll），TcpServer负责管理主Reactor（Acceptor管理连接socket）和从Reactors（EventLoopThreadPool管理客户端socket）以及对于每种事件的回调，这些回调会被合适的地方调用（对应事件发生的时候）。我们需要给TcpServer传入base loop、监听端口（和IP地址，一般是0.0.0.0）、服务器名称（打印日志），并且设置各种事件的回调，也就是在这里我们填入业务逻辑。

头文件EchoServer.h

// Copyright(C), Edward-Elric233
// Author: Edward-Elric233
// Version: 1.0
// Date: 2022/7/11
// Description:
#ifndef CHATSERVER_ECHOSERVER_H
#define CHATSERVER_ECHOSERVER_H#include "muduo/net/TcpServer.h"
#include "muduo/net/EventLoop.h"
#include "muduo/net/InetAddress.h"
#include "muduo/net/TcpConnection.h"
#include <string>namespace edward {class EchoServer {using TcpServer = muduo::net::TcpServer;using EventLoop = muduo::net::EventLoop;using InetAddress = muduo::net::InetAddress;using TcpConnectionPtr = muduo::net::TcpConnectionPtr;using Buffer = muduo::net::Buffer;using Timestamp = muduo::Timestamp;TcpServer tcpServer_;EventLoop *loop_;void onConnectionCallback(const TcpConnectionPtr& conn);void onMessageCallback(const TcpConnectionPtr& conn, Buffer* buffer, Timestamp timestamp);public:EchoServer(EventLoop *loop, const InetAddress& address, const std::string &name);void start();};}#endif //CHATSERVER_ECHOSERVER_H

实现文件EchoServer.cpp

// Copyright(C), Edward-Elric233
// Author: Edward-Elric233
// Version: 1.0
// Date: 2022/7/11
// Description:
#include "EchoServer.h"
#include "utils.h"
#include <functional>namespace edward {using namespace std::placeholders;EchoServer::EchoServer(EventLoop *loop, const InetAddress& address, const std::string &name): tcpServer_(loop, address, name), loop_(loop) {//使用绑定器设置回调tcpServer_.setConnectionCallback(std::bind(&EchoServer::onConnectionCallback, this, _1));tcpServer_.setMessageCallback(std::bind(&EchoServer::onMessageCallback, this, _1, _2, _3));//根据本机的核数设置线程/Reactor数量，如果不设置默认为1个tcpServer_.setThreadNum(std::thread::hardware_concurrency());
}//有新连接时的回调void EchoServer::onConnectionCallback(const TcpConnectionPtr& conn) {if (conn->connected()) {} else {}}//连接上有消息到来时的回调void EchoServer::onMessageCallback(const TcpConnectionPtr& conn, Buffer* buffer, Timestamp timestamp) {std::string msg = buffer->retrieveAllAsString();print(conn->peerAddress().toIpPort(), ":[", msg, "]at", timestamp.toFormattedString());conn->send(msg);}void EchoServer::start() {tcpServer_.start();  //使用epoll_ctl将连接socket放在loop上进行监听并设置对应的回调}}

我们将回调都设置为成员函数，这样做的好处是我们往往要在回调中访问其他系统资源，成员函数可以访问数据成员避免传参。

测试文件test.cpp

#include "EchoServer.h"
void test_EchoServer() {muduo::net::EventLoop loop;edward::EchoServer echoServer(&loop, muduo::net::InetAddress(6789), "EchoServer");echoServer.start();loop.loop();return;
}

测试结果

20220711 09:47:44.055888Z 26057 INFO TcpServer::newConnection [EchoServer] - new connection [EchoServer-0.0.0.0:6789#1] from 127.0.0.1:41678 - TcpServer.cc:80
127.0.0.1:41678 :[ Hello world
]at 20220711 09:47:49.515927
127.0.0.1:41678 :[ 123456
]at 20220711 09:47:56.117636
20220711 09:47:57.069940Z 26057 INFO TcpServer::removeConnectionInLoop [EchoServer] - connection EchoServer-0.0.0.0:6789#1 - TcpServer.cc:109

结语

掌握了muduo网络基本的用法后就可以根据需要填充业务逻辑了，如果想要了解更多就需要深入源码去了解啦。

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