TCP服务器的演变过程:C++使用libevent库开发服务器程序

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了TCP服务器的演变过程:C++使用libevent库开发服务器程序。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、引言

手把手教你从0开始编写TCP服务器程序,体验开局一块砖,大厦全靠垒。

为了避免篇幅过长使读者感到乏味,对【TCP服务器的开发】进行分阶段实现,一步步进行优化升级。

在上一章节介绍了如何使用epoll构建reactor网络模型开发高效的服务器,有了上一节的基础,本节将介绍使用开源库libevent进行开发服务器程序。

二、libevent简介

libevent是一个事件通知库,封装了reactor。

libevent API 提供了一种机制,用于在文件描述符上发生特定事件或达到超时后执行回调函数。此外,libevent还支持由于信号或常规超时而导致的回调。

libevent 旨在替换在事件驱动的网络服务器中找到的事件循环。应用程序只需要调用event_dispatch(),然后动态添加或删除事件,而无需更改事件循环。

目前,该控件支持/dev/poll, kqueue(), event ports, POSIX select(), Windows select(), poll(), and epoll()。内部事件机制完全独立于公开的事件 API,并且 libevent 的简单更新可以提供新功能,而无需重新设计应用程序。因此,Libevent 允许可移植应用程序开发,并提供操作系统上可用的最具可扩展性的事件通知机制。libevent 还可用于多线程应用程序,方法是隔离每个event_base,以便只有单个线程访问它,或者锁定对单个共享event_base的访问。自由的在 Linux、*BSD、Mac OS X、Solaris、Windows 等设备上编译。

libevent 还为缓冲网络 IO 提供了一个复杂的框架,支持套接字、筛选器、速率限制、SSL、零副本文件传输和 IOCP。自由度包括对几种有用协议的支持,包括 DNS、HTTP 和最小的 RPC 框架。

libevent编译安装:

官网下载安装包并解压。进入解压目录执行:

wget https://github.com/libevent/libevent/releases/download/release-2.1.12-stable/libevent-2.1.12-stable.tar.gz
tar -zxvf libevent-2.1.12-stable.tar.gz 
cd libevent-2.1.12-stable
./configure 
make 
sudo make install

三、Libevent库的封装层级

3.1、reactor对象封装struct event_base

reactor对象封装为struct event_base;通过:

(1)event_base_new()构造对象。

(2)event_base_free()销毁对象。

3.2、事件对象struct event

事件对象通过struct event的结构体封装使用。

struct event {
	struct event_callback ev_evcallback;

	/* for managing timeouts */
	union {
		TAILQ_ENTRY(event) ev_next_with_common_timeout;
		int min_heap_idx;
	} ev_timeout_pos;
	evutil_socket_t ev_fd;

	struct event_base *ev_base;

	union {
		/* used for io events */
		struct {
			LIST_ENTRY (event) ev_io_next;
			struct timeval ev_timeout;
		} ev_io;

		/* used by signal events */
		struct {
			LIST_ENTRY (event) ev_signal_next;
			short ev_ncalls;
			/* Allows deletes in callback */
			short *ev_pncalls;
		} ev_signal;
	} ev_;

	short ev_events;
	short ev_res;		/* result passed to event callback */
	struct timeval ev_timeout;
};
变量 含义
ev_evcallback 回调函数。事件是异步处理的,需要回调函数。
min_heap_idx 时间事件的最小堆的索引。
ev_fd 定时事件的fd。
ev_base 事件对象所属的reactor的对象。
ev_io 网络事件关注的事情。
ev_signal 信号事件关注的事情。
ev_timeout 超时。
ev_timeout_pos和ev_fd 定时任务处理的事情。
ev_events 具体注册的事件。
ev_ 具体的信号。

通常,event对象可以自己处理IO。

(1)event_new():构建事件对象、绑定、事件回调。

(2)event_free():销毁事件对象。

bufferevent和evconnlistener对象只需要关注业务逻辑的处理,由libevent内部处理IO操作。

bufferevent是在event对象上面封装的缓冲区。

3.3、struct bufferevent对象

struct bufferevent中的重要成员变量:

变量 含义
ev_base 事件对象所属的reactor的对象。
be_ops bufferevent的具体操作。控制某个事件的打开、关闭、移除等,其中input是用户态读缓冲区,output是用户态写缓冲区
readcb 读事件的回调函数
writecb 注意不是写事件回调,而是低水平触发的回调函数。这是涉及到写失败时的处理,内部会处理写事件发送出去。通常不需要设置写回调函数。
errorcb 所有错误事件的回调函数。被动关闭连接或其他异常的回调函数。
wm_read 读水平线,里面分有高水平和低水平。低水平是指buffer中有多少数据就要触发回调,默认为0,即每次读事件都会触发回调;高水平是指缓冲区中达到多大的数据就要关闭读事件,即buffer数据比较多的时候不再处理读事件。
wm_write 写水平线,写只有低水平没有高水平。低水平默认值是0,即用户态缓冲区为空时回调写回调函数。

struct bufferevent_ops中的重要成员变量:

变量 含义
input 用户态读缓冲区。
output 用户态写缓冲区。

(1)bufferevent_socket_new():构建bufferevent对象。
(2)bufferevent_free():销毁bufferevent对象。

3.4、evconnlistener对象

evconnlistener是专门处理listenfd的对象,使我们不需要关注bind、listen、accept的具体操作。

struct evconnlistener_ops {
	int (*enable)(struct evconnlistener *);
	int (*disable)(struct evconnlistener *);
	void (*destroy)(struct evconnlistener *);
	void (*shutdown)(struct evconnlistener *);
	evutil_socket_t (*getfd)(struct evconnlistener *);
	struct event_base *(*getbase)(struct evconnlistener *);
};

struct evconnlistener {
	const struct evconnlistener_ops *ops;
	void *lock;
	evconnlistener_cb cb;
	evconnlistener_errorcb errorcb;
	void *user_data;
	unsigned flags;
	short refcnt;
	int accept4_flags;
	unsigned enabled : 1;
};

(1)evconnlistener_new():构建evconnlistener对象、绑定、事件回调。

(2)evconnlistener_free():销毁evconnlistener对象。

(3)evconnlistener_bind_new():创建listenfd、bind、listen、注册读事件。

3.5、事件循环

(1)事件循环:event_base_dispatch(),event_base_loop()。

(2)事件循环退出:event_base_loopexit(),event_base_break()。

3.6、事件处理

设置事件相对应的回调。

(1)如果是使用event对象,在event_new()会设置相对应的回调。

(2)如果IO由libevent处理,那么使用bufferevent_setcb()来设置回调。

void
bufferevent_setcb(struct bufferevent *bufev,
    bufferevent_data_cb readcb, bufferevent_data_cb writecb,
    bufferevent_event_cb eventcb, void *cbarg)
{
	BEV_LOCK(bufev);

	bufev->readcb = readcb;
	bufev->writecb = writecb;
	bufev->errorcb = eventcb;

	bufev->cbarg = cbarg;
	BEV_UNLOCK(bufev);
}

四、完整示例代码

#include <event.h>
#include <event2/listener.h>
#include <event2/buffer.h>

#include <sys/socket.h>

#include <functional>
#include <cstring>
#include <stdlib.h>


#define SOCKET_LISTEN_PORT  9703
#define SOCKET_BACKLOG_NUM  128

class asyn_event
{
private:
    
    /* data */
    struct event_base *base;
    struct evconnlistener *listener;
public:
    asyn_event(/* args */);
    ~asyn_event();
    static void accept_cb(struct evconnlistener *listen,evutil_socket_t fd,struct sockaddr *sock,int socklen,void *arg);
    static void socket_event_callback(struct bufferevent *bev, short events, void *arg);
    static void socket_read_callback(struct bufferevent *bev, void *arg);
    void loop_run();
};


asyn_event::asyn_event(/* args */)
{
    base=event_base_new();
    struct sockaddr_in server={0};
    server.sin_family=AF_INET;
    server.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    server.sin_port=htons(SOCKET_LISTEN_PORT);

    listener=evconnlistener_new_bind(
        base,
        &asyn_event::accept_cb,
        base,
        LEV_OPT_REUSEABLE|LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE,
        SOCKET_BACKLOG_NUM,
        (struct sockaddr*)&server,
        sizeof(server)
    );
}

asyn_event::~asyn_event()
{
    // 销毁evconnlistener对象
	evconnlistener_free(listener);

	// 销毁事件对象
	event_base_free(base);
}

void asyn_event::accept_cb(struct evconnlistener *listen,evutil_socket_t fd,struct sockaddr *sock,int socklen,void *arg)
{
	struct event_base *base = (struct event_base *)arg;

	// 连接的建立---接收连接
	char ip[32] = { 0 };
	evutil_inet_ntop(AF_INET, sock, ip, sizeof(ip) - 1);
	printf("accept a client fd:%d, ip:%s\n", fd, ip);

	struct bufferevent *bev = bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);
	
	// 注册读事件
	bufferevent_setcb(bev, socket_read_callback, NULL, socket_event_callback, NULL);//写事件回调一般为NULL
	bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_PERSIST);


}
void asyn_event::loop_run()
{
    // 事件循环
	event_base_dispatch(base);
}

// 处理连接断开
void asyn_event::socket_event_callback(struct bufferevent *bev, short events, void *arg)
{
	if (events &BEV_EVENT_EOF)//read=0
	{
		printf("connection closed\n");
	}
	else if (events & BEV_EVENT_ERROR)//strerro(errno)
	{
		printf("some other error\n");
	}
	else if (events &BEV_EVENT_TIMEOUT)
		printf("time out\n");

	bufferevent_free(bev);// close(fd)
}

// 读回调
void asyn_event::socket_read_callback(struct bufferevent *bev, void *arg)
{
    struct evbuffer *input = bufferevent_get_input(bev);
    struct evbuffer *output = bufferevent_get_output(bev);

    // 从输入缓冲区读取数据
    char buf[1024];
    size_t len;
    while ((len = evbuffer_remove(input, buf, sizeof(buf))) > 0) {
        //printf("Received: %.*s", (int)len, buf);
        evbuffer_add(output, buf, len);
    }
    
	//bufferevent_write(bev, reply, strlen(reply));
}

int main()
{
    asyn_event ev;
    ev.loop_run();
    return 0;
}

编译时要指定事件库,添加 -levent 参数。

gcc -o ev ev.c  -levent

运行时出现libevent-2.1.so.7。

error while loading shared libraries: libevent-2.1.so.7: cannot open shared object file: No such file or directory

产生原因:libevent动态库在默认安装时,存放的路径在/usr/local/lib下,不在系统的默认查找路径内。

解决办法有两个:

(1)将该路径放在系统查找路径内。这种方法仅永久有效。

sudo echo "/usr/local/lib" >> /etc/ld.so.conf
sudo ldconfig

(2)添加环境变量的方法,添加 export LD_LIBRARY_PATH=XXX。这种方法仅当前有效。

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib/

小结

(1)有了libevent可以不使用IO函数。因为如果使用IO函数,既需要知道这些IO函数里面的系统调用返回值的含义。

(2)有了libevent就可以不清楚数据拷贝原理。

(3)有了libevent就可以不清楚网络原理以及网络编程流程。

(4)有了libevent只需要知道事件处理,IO操作完全交由libevent处理。

至此,我们实现了使用libevent库开发高并发的服务器程序,但是,这个服务器程序有些局限性,我们还要继续改善、优化。在改进之前,需要开发一个后台日志模块,这是服务器程序必须的,所有,下一个章节将开发一个高效的后台日志模块。

TCP服务器的演变过程:C++使用libevent库开发服务器程序,Linux网络设计,tcp/ip,服务器,c++,网络,网络协议,tcp,linux文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-819267.html

到了这里,关于TCP服务器的演变过程:C++使用libevent库开发服务器程序的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • TCP服务器的演变过程:IO多路复用机制select实现TCP服务器

    手把手教你从0开始编写TCP服务器程序,体验开局一块砖,大厦全靠垒。 为了避免篇幅过长使读者感到乏味,对【TCP服务器的开发】进行分阶段实现,一步步进行优化升级。 本节,在上一章节的基础上,将并发的实现改为IO多路复用机制,使用select管理每个新接入的客户端连

    2024年02月03日
    浏览(59)
  • 【TCP服务器的演变过程】编写第一个TCP服务器:实现一对一的连接通信

    手把手教你从0开始编写TCP服务器程序,体验 开局一块砖,大厦全靠垒 。 为了避免篇幅过长使读者感到乏味,对【TCP服务器的开发】进行分阶段实现,一步步进行优化升级。 函数原型: 这个函数建立一个协议族、协议类型、协议编号的socket文件描述符。如果函数调用成功,

    2024年02月03日
    浏览(54)
  • 基于libevent的tcp服务器

    libevent使用教程_evutil_make_socket_nonblocking_易方达蓝筹的博客-CSDN博客 centos7下安装libevent库 server.cpp  client.cpp

    2024年02月11日
    浏览(41)
  • libevent实践06:监听TCP服务器

    参数解析: base:事件集合  evconnlistener_cb:cb是call back的缩写,就是回调函数定义如下: ptr:传递给cb的参数 flags:属性标志位,可取值9个(掰手指头数的),下面是9个取值的宏定义,在evconnlistener_new_bind函数源码中也可以看出来。 backlog:设置监听队列的大小,同listen函数的

    2024年02月12日
    浏览(63)
  • 服务器搭建(TCP套接字)-libevent版(服务端)

         Libevent 是一个开源的 事件驱动库 ,用于开发高性能、并发的网络应用程序。它提供了跨平台的事件处理和网络编程功能,具有高性能、可扩展性和可移植性。下面详细讲解 Libevent 的主要组成部分和使用方法。 事件基础结构(event_base)是 Libevent 的核心组件,用于

    2024年02月07日
    浏览(94)
  • libevent高并发网络编程 - 04_libevent实现http服务器

    链接: C/C++Linux服务器开发/后台架构师【零声教育】-学习视频教程-腾讯课堂 在libevent中,HTTP的实现主要是通过 evhttp 模块来完成的。 evhttp 提供了一个高层次的HTTP服务器接口,可以处理HTTP请求并发送HTTP响应。 在源码中,libevent的HTTP协议处理主要是通过 evhttp 模块来完成的。

    2024年02月15日
    浏览(36)
  • TCP/IP客户端和服务器端建立通信过程

    使用Qt提供的类进行基于 TCP 的套接字通信需要用到两个类: QTcpServer 类用于监听客户端连接以及和客户端建立连接,在使用之前先介绍一下这个类提供的一些常用API函数: 构造函数 给监听的套接字设置监听 listen() 函数 在代码中 通过启动监听按钮 设置监听 参数: address :

    2024年02月07日
    浏览(65)
  • libevent实践11:主动模式的FTP服务器

    代码仅供参考,如用于正式项目,根据实际添加并发处理代码。代码使用的libevent库和使用的CMakeLists.txt文件参考本系列博客前面的篇章。  在本次测试中实现的命令: CWD:切换到指定的目录 USER:登录用户 CDUP:回到上一层目录 PORT:主动传输方式 LIST:获取目录列表 RETR:请

    2024年02月16日
    浏览(38)
  • 基于epoll的TCP服务器端(C++)

    网络编程——C++实现socket通信(TCP)高并发之epoll模式_tcp通信c++ 多客户端epoll_n大橘为重n的博客-CSDN博客 网络编程——C++实现socket通信(TCP)高并发之select模式_n大橘为重n的博客-CSDN博客 server.cpp   client.cpp

    2024年02月12日
    浏览(46)
  • UE5 C++的TCP服务器与客户端

     客户端.h 需要在Build.cs中加入模块:\\\"Networking\\\",\\\"Sockets\\\",\\\"Json\\\",\\\"JsonUtilities\\\"  客户端.cpp

    2024年01月18日
    浏览(71)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包