fastlio2源码解读

发布时间：2023-05-20

一、IO多路复用

/**
 * @brief 封装select的IO多路复用函数
 */
void FIO::Select(int timeoutMs)
{
    struct timeval timeout;
    timeout.tv_sec = timeoutMs / 1000;
    timeout.tv_usec = (timeoutMs % 1000) * 1000;
    fd_set rfds, wfds;
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_ZERO(&wfds);
    int max_fd = -1;
    for (auto& fd : rset_)
    {
        FD_SET(fd, &rfds);
        max_fd = std::max(max_fd, fd);
    }
    for (auto& fd : wset_)
    {
        FD_SET(fd, &wfds);
        max_fd = std::max(max_fd, fd);
    }
    int nready = select(max_fd + 1, &rfds, &wfds, nullptr, timeoutMs == -1 ? nullptr : &timeout);
    if(nready < 0)
    {
        if(errno == EINTR) return; //中断
        perror("select");
        abort();
    }
    if(FD_ISSET(pipe_fd_[0], &rfds)) ReadEvent(); //读事件
    if(nready <= 0) return;
    for (auto& fd : rset_)
    {
        if(FD_ISSET(fd, &rfds)) readCallback_(fd);
    }
    for (auto& fd : wset_)
    {
        if(FD_ISSET(fd, &wfds)) writeCallback_(fd);
    }
}

fastlio2使用IO多路复用技术，代码中提供了封装select的IO多路复用函数Select。Select可以同时得到读写事件的通知。在Select函数中，先对读写事件分别进行了set，取得当前连接数最大的fd，然后在select内部会阻塞至少timeoutSecs秒等待有事件发生。如果一直等下去，但没有任何一个事件发生，那么就会超时。

二、连接管理

/**
 * @brief 为连接设置回调函数，然后以此维持连接的生命周期
 */
void Connection::SetCallback(const closure_t& read_cb, const closure_t& write_cb, const callback_t& error_cb, bool use_mutex)
{
    read_cb_ = read_cb;
    write_cb_ = write_cb;
    error_cb_ = error_cb;
    events_ |= kPollIn;
    if (write_cb_) events_ |= kPollOut;
    if (use_mutex) mutex_.lock();
    conn_stats_.active = true;
    if (use_mutex) mutex_.unlock();
    loop_->AddEvents(fd_, events_);
}

Connect是fastlio2中重要的连接类，其录了连接的流程和生命周期的维护。代码中SetCallback函数会传入三个回调函数，并且设置读事件，在传入的写事件回调函数不为空时，同时设置读写两个事件。

三、事件循环

/**
 * @brief 注册新事件
 */
void EventLoop::AddEvents(int fd, int events, int clear_events)
{
    struct epoll_event event;
    event.data.fd = fd;
    event.events = events | EPOLLET | EPOLLERR | EPOLLHUP;
    if(clear_events != 0) event.events |= clear_events;
    if(epoll_ctl(epoll_fd_, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event) < 0)
    {
        perror("eventloop epol_ctl add failed");
        abort();
    }
    else
    {
        total_events_++;
    }
}
/**
 * @brief 删除事件
 */
void EventLoop::RemoveEvents(int fd)
{
    if(epoll_ctl(epoll_fd_, EPOLL_CTL_DEL, fd, nullptr) < 0)
    {
        perror("eventloop epol_ctl del failed");
        abort();
    }
    else
    {
        total_events_--;
    }
}

EventLoop作为fastlio2的核心之一，负责事件循环和事件的注册和删除。代码中AddEvents函数通过epoll_ctl函数注册事件，只有在注册成功后，total_events_计数器才会加一。RemoveEvents函数则是从epoll中删除事件，并在删除成功后将计数器减一。

四、信号处理

/**
 * @brief 注册信号处理函数
 */
void FSignal::Register(int signo, const signal_callback_t& callback)
{
    sa_.sa_handler = handler;
    sigfillset(&sa_.sa_mask);
    sa_.sa_flags = 0;
    sigaction(signo, &sa_, nullptr);
}
/**
 * @brief 处理信号中断
 */
void FSignal::handler(int sig)
{
    void* array[1024];
    auto size = backtrace(array, 1024);
    fprintf(stderr, "signal %d caught:\n", sig);
    backtrace_symbols_fd(array, size, STDERR_FILENO);
    _exit(1);
}

FSignal类利用了nu_signal.h库处理程序的信号。Register函数直接调用了sigaction函数，通过注册信号处理函数来处理特定的信号。handler函数针对了信号的中断，当接收到SIGABRT信号时，程序会打印出当前函数调用栈的dump，然后终止程序的执行。

五、缓存池

/**
 * @brief 读取一行请求（只限HTTP协议头）
 */
int ByteBuffer::ReadHttpLine(char* buf, int maxlen)
{
    int begin_pos = pos_;
    char c = 0;
    int len = 0;
    while (pos_ < limit_ && len < maxlen)
    {
        c = get();
        if (c == '\r')
        {
            c = get();
            if(c == '\n')
                break;
        }
        buf[len++] = c;
    }
    buf[len] = '\0';
    return pos_ > begin_pos ? len : -1;
}

ByteBuffer负责对读取的数据进行缓存，用于最大化的减少IO次数。代码中，ReadHttpLine函数从缓存中读取标准的HTTP协议头，读取到socket的下一个请求头后，循环立即退出。如果在maxlen的最大长度内没有定位到HTTP头，则返回-1。

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