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接着上一篇文章: 有限状态机的C++实现(1)-epoll状态机,我们今天来介绍更复杂和深入的部分。 为什么会在标题中提到bayonet这个开源项目呢?笔者本人一直想要写一套架构优美、功能完善的异步server框架,也看过很多朋友、同事实现的版本,虽然功能上基本能满足需求,但是架构上我却始终觉得是有瑕疵的,直到后来和同事讨论,发现可以让一个客户端请求的到来作为一个session,而之后的每一次与其他server的交互都可以看作是一次状态转化,才感觉架构比较合理了。 简单来说即,一个session从开始到介绍会经历两种状态机的变化:
  • 1.业务逻辑层面的状态变化,例如先验证登录态,再验证权限,再获取用户资料
  • 2.每一个与其他server交互的socket自身的状态变化,如recv、send、等,而socket的状态变化会触发逻辑层的状态变化。
按照这种思路,目前的代码开发已经完成了70%,即可以正常的进行一个session的开始和结束,主要还缺一些细节的代码,比如超时的检测及超时之后的处理,健全的统计之类。好了,我们来用vs看一下代码的整体类图(图压缩比较严重,请单击后查看):

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每个类的用处已经在途中简单说明了,这里就不再赘述,我们重点来看一下用这个框架来实现一个逻辑server时需要做哪些事情。 svr2目录下的main.cpp即实现了一个最简单的server,我们按部分来看其实现: 1.逻辑层状态的定义
class CAppFsmLogic1 : public CAppFsmBase ...

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之前公司的同事写了一个基于epoll的网络服务器,其中涉及到socket状态的转化(如等待接收,接收中,接收完成等),以及socket之间的转化(如验证完ip权限之后,验证完登录态),可见是一个多层次的状态机。
但是在原来的实现中却并没有使用状态模式,导致整个逻辑非常复杂,状态之间的跳转也很难把握。本系列的文章将会通过状态模式来重构整套代码。

状态机模式本身这里就不做详细介绍了,读者可以google一下,笔者在仔细对比过《设计模式之禅》,《研磨设计模式》以及游戏中NPC状态机的实现之后,抽象了如下的一套接口.


/*=============================================================================
# Author: dantezhu - http://www.vimer.cn
# Email: zny2008@gmail.com
# FileName: interfaces.h
# Description: 公共接口
# Version: 1.0
# LastChange: 2011-01-19 23:24:33
# History:
=============================================================================*/
#ifndef _INTERFACES_H_
#define _INTERFACES_H_
#include
#include
using namespace std;

class IFsm ...

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connect中使用了select模型,有如下地方需要注意:

我们提供的server api中有很多地方用到了select,特别是在等超时的时候,

例如:

fd_set recv_fds;

int iNum= 0;

if (m_iSocket <0) return -1;

FD_ZERO( &recv_fds );

FD_SET( m_iSocket, &recv_fds );

iNum= select( m_iSocket+1, &recv_fds, NULL, NULL, timeout );

return iNum;

这段代码对于cgi,或者简单的逻辑server不会有问题。但是对于多线程或者复杂的server可能会导致server core掉。

原因是select默认只支持1024个句柄,每个句柄采用和1024个bit对应的关系,如果fd的值超过1024,那么就会溢出。

也就是说,如果上面代码的m_iSocket>1024,那么后面的select就会溢出,即使只监听一个句柄也会溢出。奇怪的是select也不会报错。

而对于多线程或者大连接的server很有可能分配的fd超过1024.

所以建议以后写的api尽量有poll或者epoll的方式。

有poll改写了下面的代码:

int waittime = (timeout->tv_sec*1000)+(timeout->tv_usec/1000.0);

struct ...

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epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,在开始讨论这个问题之前,先来解释一下为什么需要多路复用IO.

以一个生活中的例子来解释.

假设你在大学中读书,要等待一个朋友来访,而这个朋友只知道你在A号楼,但是不知道你具体住在哪里,于是你们约好了在A号楼门口见面.

如果你使用的阻塞IO模型来处理这个问题,那么你就只能一直守候在A号楼门口等待朋友的到来,在这段时间里你不能做别的事情,不难知道,这种方式的效率是低下的.

现在时代变化了,开始使用多路复用IO模型来处理这个问题.你告诉你的朋友来了A号楼找楼管大妈,让她告诉你该怎么走.这里的楼管大妈扮演的就是多路复用IO的角色.

进一步解释select和epoll模型的差异.

select版大妈做的是如下的事情:比如同学甲的朋友来了,select版大妈比较笨,她带着朋友挨个房间进行查询谁是同学甲,你等的朋友来了,于是在实际的代码中,select版大妈做的是以下的事情:


int n = select(&readset,NULL,NULL,100);

for (int i = 0; n > 0++i)
{
   
if (FD_ISSET(fdarray[i], &readset ...