c++ 如何在libuv中實(shí)現(xiàn)tcp服務(wù)器
1、說(shuō)明
libuv 中實(shí)現(xiàn) tcp server 的步驟和原生 socket 步驟類似，回憶一下 linux 下原生 socket 實(shí)現(xiàn) tcp server 的步驟：
- 初始化 socket 環(huán)境，獲取 socket 套接字；
- bind() 方法綁定套接字到本地IP；
- listen() 方法監(jiān)聽(tīng) socket，獲取新連接；
- accept() 方法接受客戶端連接，返回客戶端套接字；
- recv() 方法接受客戶端的數(shù)據(jù)；
- send() 方法向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；
- closesocket() 方法關(guān)閉套接字；
libuv 和原生 socket 編程類似，步驟和API與原生 socket 編程步驟類似，但是使用卻變得簡(jiǎn)單了，處處使用回調(diào)函數(shù)使得編程變得簡(jiǎn)單了。
2、libuv的tcp server
libuv 對(duì)于 tcp 消息的處理，同樣是基于 stream 的，步驟如下：
- uv_tcp_init() 建立 tcp 句柄；
- uv_tcp_bind() 方法綁定ip；
- uv_listen() 方法監(jiān)聽(tīng)，有新連接時(shí)，調(diào)用回調(diào)函數(shù)；
- uv_accept() 方法獲取客戶端套接字；
- uv_read_start() 方法讀取客戶端數(shù)據(jù)；
- uv_write() 方法想客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)；
- uv_close() 關(guān)閉套接字；
3、API簡(jiǎn)介
附錄是整個(gè) tcp server 的源代碼，其中涉及到的一些 API 如下：
3.1、uv_tcp_init
初始化 tcp 對(duì)象
uv_tcp_t server; uv_tcp_init(loop, &server);//初始化tcp server對(duì)象
3.2、uv_ip4_addr
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);
將給定的ip地址和端口轉(zhuǎn)換成sockaddr_in結(jié)構(gòu)體，原生編程的時(shí)候，設(shè)置ip和端口需要至少五行，用這個(gè)方法可以簡(jiǎn)化操作
3.3、uv_tcp_bind
等同于原生API的 bind() 方法
uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr *) &addr, 0);
uv_tcp_bind() 的第三個(gè)參數(shù) flag 一般是0，如果想使用IP6，可以使用 UV_TCP_IPV6ONLY
enum uv_tcp_flags {
/* Used with uv_tcp_bind, when an IPv6 address is used. */
UV_TCP_IPV6ONLY = 1
};
3.4、uv_listen
uv_listen((uv_stream_t *) &server, 128, on_new_connection);
類似 listen() ，開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)
第二個(gè)參數(shù)表明內(nèi)核的排隊(duì)數(shù)，最后指定有新連接時(shí)的回調(diào)函數(shù)
當(dāng)有新的連接進(jìn)來(lái)時(shí)，就會(huì)觸發(fā) on_new_connection 回調(diào)
3.5、uv_connection_cb
uv_connection_cb 是 uv_listen 的回調(diào)函數(shù)，其聲明如下：
typedef void (*uv_connection_cb)(uv_stream_t* server, int status);
server 參數(shù)為服務(wù)器句柄
status 表示狀態(tài)，小于0表示新連接有誤
3.6、uv_accept
新連接觸發(fā)回調(diào)函數(shù)之后，按照一般流程，需要使用 accept() 方法獲取客戶端句柄，libuv 中使用 uv_accept()，其聲明如下：
int uv_accept(uv_stream_t* server, uv_stream_t* client)
在調(diào)用之前，client 參數(shù)必須被初始化
返回值 <0 表示有誤
示例：
uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *) malloc(sizeof(uv_tcp_t));//為tcp client申請(qǐng)資源
uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client句柄
if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) {
do_some_thind();
}
3.7、uv_read_start
libuv 中使用 uv_read_start() 方法從傳入的 stream 中讀取數(shù)據(jù)，聲明如下：
int uv_read_start(uv_stream_t* stream, uv_alloc_cb alloc_cb, uv_read_cb read_cb)
read_cb 會(huì)被多次調(diào)用，直到數(shù)據(jù)讀完，或者主動(dòng)調(diào)用 uv_read_stop() 方法停止
該函數(shù)有兩個(gè)回調(diào)函數(shù)，alloc_cb 用于為新來(lái)的數(shù)據(jù)申請(qǐng)空間，申請(qǐng)的資源需要在 read_cb 中釋放
這兩個(gè)回調(diào)的聲明如下：
typedef void (*uv_alloc_cb)(uv_handle_t* handle, size_t suggested_size, uv_buf_t* buf);
typedef void (*uv_read_cb)(uv_stream_t* stream, ssize_t nread, const uv_buf_t* buf);
示例代碼：
//負(fù)責(zé)為新來(lái)的消息申請(qǐng)空間
void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) {
buf->len = suggested_size;
buf->base = static_cast<char *>(malloc(suggested_size));
}
/**
* @brief: 負(fù)責(zé)處理新來(lái)的消息
* @param: client
* @param: nread>0表示有數(shù)據(jù)就緒，nread<0表示異常，nread是有可能為0的，但是這并不是異常或者結(jié)束
*/
void read_cb(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) {
do_somt_thing();
//釋放之前申請(qǐng)的資源
if (buf->base != NULL) {
free(buf->base);
}
}
uv_read_start((uv_stream_t *) client, alloc_buffer, read_cb);
3.8、uv_buf_t 和 uv_buf_init
uv_buf_t 是libuv 中的一種特殊的數(shù)據(jù)類型，和 Redis 的 SDS 有一點(diǎn)相似度，聲明如下：
typedef struct uv_buf_t {
char* base;
size_t len;
} uv_buf_t;
uv_buf_t 可以使用 uv_buf_init 初始化
示例：
uv_buf_t uvBuf = uv_buf_init(buf->base, nread);//初始化write的uv_buf_t
3.9、uv_close
libuv 中使用 uv_close() 方法關(guān)閉句柄，聲明如下：
void uv_close(uv_handle_t* handle, uv_close_cb close_cb)
close_cb 為關(guān)閉之后的回調(diào)，聲明如下：
typedef void (*uv_close_cb)(uv_handle_t* handle);
代碼示例：
void on_close(uv_handle_t *handle) {
if (handle != NULL)
free(handle);
}
...
uv_close((uv_handle_t *) client, on_close);
3.10、uv_write
libuv 中使用 uv_write() 方法發(fā)送數(shù)據(jù)，聲明如下：
int uv_write(uv_write_t* req, uv_stream_t* handle, const uv_buf_t bufs[],
unsigned int nbufs, uv_write_cb cb);
req 是需要傳遞給回調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)，發(fā)送需要申請(qǐng)資源，并在回調(diào)函數(shù)中釋放
handle 是接受的客戶端
bufs[] 是一個(gè) uv_buf_t 數(shù)組，可以一次添加多組數(shù)據(jù)，最終按照順序發(fā)送
nbufs 表示需要發(fā)送的數(shù)組元素個(gè)數(shù)，一般小于等于 bufs 的大小
3.11、uv_strerror
有些函數(shù)會(huì)有錯(cuò)誤碼，使用 uv_strerror() 方法獲取錯(cuò)誤碼對(duì)應(yīng)的描述
附錄
源代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <uv.h>
#include <stdlib.h>
uv_loop_t *loop;
#define DEFAULT_PORT 7000
//連接隊(duì)列最大長(zhǎng)度
#define DEFAULT_BACKLOG 128
//負(fù)責(zé)為新來(lái)的消息申請(qǐng)空間
void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) {
buf->len = suggested_size;
buf->base = static_cast<char *>(malloc(suggested_size));
}
void on_close(uv_handle_t *handle) {
if (handle != NULL)
free(handle);
}
void echo_write(uv_write_t *req, int status) {
if (status) {
fprintf(stderr, "Write error %s\n", uv_strerror(status));
}
free(req);
}
/**
* @brief: 負(fù)責(zé)處理新來(lái)的消息
* @param: client
* @param: nread>0表示有數(shù)據(jù)就緒，nread<0表示異常，nread是有可能為0的，但是這并不是異常或者結(jié)束
* @author: sherlock
*/
void read_cb(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) {
if (nread > 0) {
// buf->base[nread] = 0;
fprintf(stdout, "recv:%s\n", buf->base);
fflush(stdout);
uv_write_t* req = (uv_write_t*)malloc(sizeof(uv_write_t));
uv_buf_t uvBuf = uv_buf_init(buf->base, nread);//初始化write的uv_buf_t
//發(fā)送buffer數(shù)組，第四個(gè)參數(shù)表示數(shù)組大小
uv_write(req, client, &uvBuf, 1, echo_write);
return;
} else if (nread < 0) {
if (nread != UV_EOF) {
fprintf(stderr, "Read error %s\n", uv_err_name(nread));
} else {
fprintf(stderr, "client disconnect\n");
}
uv_close((uv_handle_t *) client, on_close);
}
//釋放之前申請(qǐng)的資源
if (buf->base != NULL) {
free(buf->base);
}
}
/**
*
* @param: server libuv的tcp server對(duì)象
* @param: status 狀態(tài)，小于0表示新連接有誤
* @author: sherlock
*/
void on_new_connection(uv_stream_t *server, int status) {
if (status < 0) {
fprintf(stderr, "New connection error %s\n", uv_strerror(status));
return;
}
uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *) malloc(sizeof(uv_tcp_t));//為tcp client申請(qǐng)資源
uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client句柄
//判斷accept是否成功
if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) {
//從傳入的stream中讀取數(shù)據(jù)，read_cb會(huì)被多次調(diào)用，直到數(shù)據(jù)讀完，或者主動(dòng)調(diào)用uv_read_stop方法停止
uv_read_start((uv_stream_t *) client, alloc_buffer, read_cb);
} else {
uv_close((uv_handle_t *) client, NULL);
}
}
int main(int argc, char **argv) {
loop = uv_default_loop();
uv_tcp_t server;
uv_tcp_init(loop, &server);//初始化tcp server對(duì)象
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);//將ip和port數(shù)據(jù)填充到sockaddr_in結(jié)構(gòu)體中
uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr *) &addr, 0);//bind
int r = uv_listen((uv_stream_t * ) & server, DEFAULT_BACKLOG, on_new_connection);//listen
if (r) {
fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
return 1;
}
return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
}
以上就是c++ 如何在libuv中實(shí)現(xiàn)tcp服務(wù)器的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于libuv中實(shí)現(xiàn)tcp服務(wù)器的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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