本節(jié)是第二節(jié)
lighttpd1.4.18代碼分析(二)--fdevents結(jié)構(gòu)體解析的延續(xù),在閱讀本節(jié)內(nèi)容之前,請先閱讀上一節(jié)內(nèi)容.
上一節(jié)已經(jīng)對lighttpd中的fdevent結(jié)構(gòu)體進(jìn)行了分析,前面提過,fdevent結(jié)構(gòu)體是網(wǎng)絡(luò)IO事件處理器的"虛擬基類",提供了網(wǎng)絡(luò)IO事件處理器的公共成員,私有成員以及對外接口,這一節(jié)將對這個(gè)事件處理器的實(shí)現(xiàn)和使用進(jìn)行解析.與這些相關(guān)的文件有這些:fdevent.h提供了fdevent結(jié)構(gòu)體的定義, 在這個(gè)頭文件中聲明的函數(shù)可以看作是fdevent這個(gè)結(jié)構(gòu)體對外暴露的接口, 也就是OO中所謂的類public函數(shù), fdevent.c則是這些函數(shù)的實(shí)現(xiàn),而以fdevent_為開頭的幾個(gè)C文件則是不同的網(wǎng)絡(luò)IO模型的實(shí)現(xiàn),比如fdevent_select.c文件是select模型的實(shí)現(xiàn).我不打算對各種類型的網(wǎng)絡(luò)IO模型做詳細(xì)的介紹,事實(shí)上,所有這里用到的網(wǎng)絡(luò)IO模型,我只用過select和epoll,所以我打算以select模型為例展開這里的討論,因?yàn)閟elect是相對而言用的最多也是大多數(shù)人在學(xué)習(xí)多路復(fù)用IO的時(shí)候?qū)W到的第一個(gè)模型,即使在epoll橫行的今天,select模型仍然有著它的一席之地.
1)初始化
如何配置使用的是哪種網(wǎng)絡(luò)IO模型?在配置文件中有一項(xiàng)server.event-handler就是配置需要使用的網(wǎng)絡(luò)IO的,比如server.event-handler="select"就是選擇select, 其它的配置字符串參見前一節(jié)最開始提到的那些類型.服務(wù)器在初始化的時(shí)候讀取該配置項(xiàng), 將網(wǎng)絡(luò)IO事件類型存放在結(jié)構(gòu)體server的成員event_handler中.
接著, 在server.c的main函數(shù)中服務(wù)器調(diào)用fdevent_init(size_t maxfds, fdevent_handler_t type)初始化一個(gè)fdevents指針, 返回的結(jié)果存放在server結(jié)構(gòu)體中的ev成員中.
在這個(gè)函數(shù)中, 根據(jù)type參數(shù)進(jìn)行初始化, 生成具體各種不同類型的fdevents指針, 這些初始化的函數(shù)都是以init為后綴的, 而所有具體實(shí)現(xiàn)的文件名為
fdevent_***.c(如fdevent_select.c是select模型的實(shí)現(xiàn)), 對外暴露的僅僅是那個(gè)以init為后綴的函數(shù), 而上面那些函數(shù)接口的實(shí)現(xiàn)全都是這些文件中
靜態(tài)函數(shù), 很好的限制了它們的使用范圍, 做到了信息隱藏, 這些函數(shù)可以看作是類中的私有函數(shù), 以select模型為例:
對外暴露的初始化函數(shù)是fdevent_select_init, 它在fdevent.h中聲明, 也就是說這個(gè)函數(shù)是對外暴露的, 而這個(gè)函數(shù)在fdevent_select.c被定義:
int fdevent_select_init(fdevents *ev) {
ev->type = FDEVENT_HANDLER_SELECT;
#define SET(x) \
ev->x = fdevent_select_##x;
SET(reset);
SET(poll);
SET(event_del);
SET(event_add);
SET(event_next_fdndx);
SET(event_get_fd);
SET(event_get_revent);
return 0;
}
查看fdevent_secelt.c文件,可以看到,名為fdevent_select_***的函數(shù)都是這個(gè)文件的靜態(tài)函數(shù), 再從面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)出發(fā),這些函數(shù)屬于采用select模型實(shí)現(xiàn)的fdevent的"私有函數(shù)", 如此做法, 很好的滿足了所謂的"信息隱藏".
2) 使用
在服務(wù)器創(chuàng)建一個(gè)socket fd并且進(jìn)行監(jiān)聽后, 要將該fd注冊到fdevent中, 這樣才能使用使用這個(gè)事件處理機(jī)制.
在server.c文件的main函數(shù)中, 調(diào)用network_register_fdevents函數(shù)將所有監(jiān)聽的fd注冊到事件處理器中:
int network_register_fdevents(server *srv) {
size_t i;
if (-1 == fdevent_reset(srv->ev)) {
return -1;
}
/* register fdevents after reset */
for (i = 0; i < srv->srv_sockets.used; i++) {
server_socket *srv_socket = srv->srv_sockets.ptr[i];
fdevent_register(srv->ev, srv_socket->fd, network_server_handle_fdevent, srv_socket);
fdevent_event_add(srv->ev, &(srv_socket->fde_ndx), srv_socket->fd, FDEVENT_IN);
}
return 0;
}
關(guān)鍵是在循環(huán)體中的兩個(gè)函數(shù), fdevent_register的第三個(gè)參數(shù)是一個(gè)回調(diào)函數(shù), 就是fdevents的成員fdarray中每個(gè)fdnode的成員handler:
int fdevent_register(fdevents *ev, int fd, fdevent_handler handler, void *ctx) {
fdnode *fdn;
// 分配一個(gè)fdnode指針
fdn = fdnode_init();
// 保存回調(diào)函數(shù)
fdn->handler = handler;
// 保存fd
fdn->fd = fd;
// 保存context 對server是server為socket指針, 對client是connection指針
fdn->ctx = ctx;
// 以fd為索引在fdarray中保存這個(gè)fdnode
ev->fdarray[fd] = fdn;
return 0;
}
這里有一個(gè)小技巧, 函數(shù)中的倒數(shù)第二行, 以fd為索引保存fdnode, 因?yàn)檫@里的fdarray是一個(gè)數(shù)組, 因此這個(gè)方法可以以O(shè)(1)的速度找到與該fd相關(guān)的fdnode指針.但是, 因?yàn)?,1,2這三個(gè)fd已經(jīng)提前預(yù)留給了標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出錯(cuò)誤這三個(gè)IO, 所以采用這樣的算法將會(huì)至少浪費(fèi)三個(gè)fdnode指針.
現(xiàn)在, 可以對fdnode結(jié)構(gòu)體中兩個(gè)成員進(jìn)一步進(jìn)行解析了:
fdevent_handler handler;
void *ctx;
其中, 如果該fd是服務(wù)器監(jiān)聽客戶端連接的fd, 那么handler =
network_server_handle_fdevent(在network.c文件中), ctx保存的就是server指針;
如果該fd是accapt客戶端連接之后的fd, 那么handler = connection_handle_fdevent(在connections.c文件中), ctx保存的就是connection指針.
回過頭來看,在將服務(wù)器監(jiān)聽fd注冊到網(wǎng)絡(luò)IO事件處理器中之后, 這個(gè)處理器就要開始循環(huán)處理了, 在server.c中的main.c函數(shù)中是這個(gè)輪詢的主過程:
// 輪詢FD
if ((n = fdevent_poll(srv->ev, 1000)) > 0) {
/* n is the number of events */
int revents;
int fd_ndx;
fd_ndx = -1;
do {
fdevent_handler handler;
void *context;
handler_t r;
// 獲得處理這些事件的函數(shù)指針 fd等
// 獲得下一個(gè)fd在fdarray中的索引
fd_ndx = fdevent_event_next_fdndx (srv->ev, fd_ndx);
// 獲得這個(gè)fd要處理的事件類型
revents = fdevent_event_get_revent (srv->ev, fd_ndx);
// 獲取fd
fd = fdevent_event_get_fd (srv->ev, fd_ndx);
// 獲取回調(diào)函數(shù)
handler = fdevent_get_handler(srv->ev, fd);
// 獲取處理相關(guān)的context(對server是server_socket指針, 對client是connection指針)
context = fdevent_get_context(srv->ev, fd);
/* connection_handle_fdevent needs a joblist_append */
// 進(jìn)行處理
switch (r = (*handler)(srv, context, revents)) {
case HANDLER_FINISHED:
case HANDLER_GO_ON:
case HANDLER_WAIT_FOR_EVENT:
case HANDLER_WAIT_FOR_FD:
break;
case HANDLER_ERROR:
/* should never happen */
SEGFAULT();
break;
default:
log_error_write(srv, __FILE__, __LINE__, "d", r);
break;
}
} while (--n > 0);
簡單的說, 這個(gè)過程就是:首先調(diào)用poll函數(shù)指針獲取相關(guān)網(wǎng)絡(luò)IO被觸發(fā)的事件數(shù), 保存在整型變量n中, 然后根據(jù)這個(gè)n值進(jìn)行以下循環(huán), 每次處理完n值減一, 為0之后退出, 這個(gè)循環(huán)的大致過程是: 首先獲取下一個(gè)被觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)事件在fdnode數(shù)組中的索引, 接著根據(jù)該索引獲取相關(guān)的事件類型, fd, 回調(diào)函數(shù), contex, ,接著根據(jù)這些調(diào)用回調(diào)函數(shù)(也就是我們上面提到的函數(shù) network_server_handle_fdevent和connection_handle_fdevent),請注意, 在本節(jié)的最開始部分曾經(jīng)提到過fdevent.h中聲明的函數(shù)都是對外暴露的fdevent結(jié)構(gòu)體"public函數(shù)", 在上面這個(gè)輪詢的過程中使用的正是這些"public函數(shù)", 在這些"public函數(shù)"中再根據(jù)曾經(jīng)初始化的函數(shù)指針進(jìn)行調(diào)用, 實(shí)現(xiàn)了OO中所謂的"多態(tài)".
以上就是通過fdevent結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)IO處理器模型, 在這里體現(xiàn)如何使用C實(shí)現(xiàn)OO面向?qū)ο缶幊痰姆N種常用技巧,不放在本節(jié)最后做一個(gè)總結(jié):
1) fdevent結(jié)構(gòu)體是一個(gè)虛擬基類, 其中的函數(shù)指針就是虛擬基類中的純虛函數(shù), 由具體實(shí)現(xiàn)去初始化之.fdevent結(jié)構(gòu)體中的對象為所有派生類的公共成員, 而用各個(gè)預(yù)編譯宏包圍的成員則是各個(gè)派生類的私有成員.
2) 在fdevent.h中聲明的函數(shù)可以理解為虛擬基類對外暴露的接口, 也就是public函數(shù).
3) 各個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)分別是各個(gè)實(shí)現(xiàn)C文件中的靜態(tài)函數(shù), 也就是派生類的private函數(shù).
如果閱讀到這里仍然對lighttpd中網(wǎng)絡(luò)IO處理器模型有疑問, 可以具體參看前面提到的fdevent.h/c文件, 以及以fdevent_為前綴的c文件.