Ascent網絡模塊
Author: Kevin Lynx
Ascent是WoW的服務器模擬器,你可以從它的SVN上獲取它的全部代碼,并從它的WIKI頁面獲取架構起整個服務器的相關步驟。
基本架構:
Ascent網絡模塊核心的幾個類關系如下圖所示:

ThreadBase屬于Ascent線程池模塊中的類,它實現了一個job類,當其被加入到線程池中開始執行時,線程池管理器會為其分配一個線程(如果有線程資源)并多態調用到ThreadBase派生類的run函數。
SocketWorkerThread用以代表IOCP網絡模型中的一個工作者線程,它會從IOCP結果隊列里取出異步IO的操作結果。這里的IOCP使用的完成鍵是Socket對象指針。SocketWorkerThread獲取到IO操作結果后,根據獲得的完成鍵將結果通知給具體的Socket對象。(Socket的說明見后面)
ListenSocket代表一個監聽套接字。該網絡模塊其實只是簡單地將socket中的概念加以封裝。也就說,它依然把一個套接字分為兩種類型:監聽套接字和數據套接字(代表一個網絡連接)。所謂的監聽套接字,是指只可以在該套接字上進行監聽操作;而數據套接字則只可以在此套接字上進行發送、接收數據的操作。
Socket代表我上面說的數據套接字。ListenSocket是一個類模板,為這個模板指定的模板參數通常是派生于Socket的類。其實這里使用了這個小技巧隱藏了工廠模式的細節。因為ListenSocket被放在一個單獨的線程里運作,當其接受到一個新的網絡連接時,就創建一個Socket派生類對象。(ListenSocket類如何知道這個派生類的類名?這就是通過類模板的那個模板參數)
上層模塊通常會派生Socket類,實現一些IO操作的回調。也就說,當某個IO操作完成后,會通過Socket基類讓上層模塊獲取通知。
SocketMgr是一個全局單件類。它主要負責一些網絡庫的全局操作(例如winsock庫的初始化),它還維護了一個容器,保存所有的Socket對象。這其實是它的主要作用。
運作之一,接收新的連接:
接收新的網絡連接是通過ListenSocket實現的。在創建一個ListenSocket對象時,你需要指定它的模板參數。這個參數通常是一個派生于Socket的類。如下:
ascent-logonserver/Main.cpp
ListenSocket<AuthSocket> * cl = new ListenSocket<AuthSocket>(host.c_str(), cport);
AuthSocket派生于Socket。創建ListenSocket時構造函數指定監聽IP和監聽端口。
因為ListenSocket派生于ThreadBase,屬于線程池job,因此要讓ListenSocket工作起來,只需要將其加入到線程池管理器:
ascent-logonserver/Main.cpp
ThreadPool.ExecuteTask(cl);
ListenSocket開始運作起來后,會阻塞式地WSAAccept。如果WSAAccept返回一個有效的套接字,ListenSocket就創建一個Socket派生類對象(類型由模板參數指定),在上面舉的例子中,也就是AuthSocket:
ascent-logonserver/ ListenSocketWin32.h
socket = new T(aSocket); //創建AuthSocket并保存網絡套接字aSocket

socket->SetCompletionPort(m_cp);//保存完成端口對象

socket->Accept(&m_tempAddress); //關聯到完成端口等

Accept函數最終會將新創建的Socket對象保存到SocketMgr對象內部維護的容器里。在這里,還會回調到上層模塊的OnConnect函數,從而實現信息捕獲。
運作之二,接收數據
在windows平臺下,該網絡模塊使用的是IOCP模型,屬于異步IO。當接收新的連接時,即發出WSARecv的IO操作。在工作者線程中,也就是SocketWorkerThread中,會根據IOCP完成鍵得到Socket對象指針,然后根據不同的IO操作結果多態回調到Socket派生類對應的函數。例如如果是WSARecv完成,則調用到AuthSocket::OnRead函數(上述例子)。OnRead函數直接可以獲取到保存數據的緩沖區指針。事實上,每一個Socket對象在被創建時,就會自動創建接收緩沖區以及發送緩沖區。
運作之三,發送數據
分析到這里,我們可以看出,該網絡模塊實現得很一般。在接受數據部分,網絡工作者線程回調到對應的Socket對象,Socket直接對數據進行上層邏輯處理。更好的做法是當工作者線程回調到上層Socket(Socket的派生類)時,這里應該簡單地將數據組織成上層數據包并放入上層數據包隊列,讓上層邏輯稍后處理,而不是讓網絡模塊自己去處理。這樣做主要是考慮到多線程模型。
同樣,該網絡模塊的發送模塊也是一樣,沒有緩沖機制。當要發送數據時,直接調用到Socket的Send函數。該函數拷貝用戶數據到自己維護的發送緩沖區,然后將自己的緩沖區指針直接提交給IOCP,WSASend發送。
結束
該網絡模塊實現的似乎有點簡陋,在該模塊之上也沒有數據校驗、數據加密的模塊(這些動作散亂地分布在最上層邏輯)。在架構上也沒能很好地將概念區分開來,Socket套用了原始socket中的數據套接字,而不是我所希望的NetSession。可以圈點的地方在于該模塊很多地方使用了回調函數表,從而方便地實現事件傳送。