libuv在cocos2d-x中的使用

libuv经过Node.js的实践和应用,已经证明非常之成熟,本来之前项目用的是这个:clsocket https://github.com/DFHack/clsocket  当初选它的主要原因是它支持Windows、Linux、Mac OSX(我猜测的),但致命的缺点就是仅支持阻塞的TCP,这样就会导致一个问题,在连接游戏服务器、聊天服务器的时候游戏主界面会直接被卡死,等连接成功后才能恢复正常。而LuaSocket之前游戏也替换过,发现的问题主要是依赖lua的循环检测是否有新的数据(定时器),从而导致明显的界面延时。Cocos2d-x 3.x版本因为性能大幅提升,似乎此问题感受并不明显,而我们因为项目历史明显,lua 与 C++结合的很死,本身跑起来就一卡一卡的。

当然还有很多优秀的C++ TCP网络库,不过大部分似乎写的时候就只准备支持Linux/Unix,压根就没想支持Windows。而我们开发人员首先肯定是先在Windows下进行开发,神马?用Mac,公司连给iMac换个512G的SSD审批就很难,就别做梦了。自己出钱或者自带mac笔记本行么?不行!不允许使用外置USB,想用吗?走个OA单申请一下,一般开发人员的申请是直接被拒绝的,主程除外(好吧,我算比较幸运的 - “主程”)

吐槽归吐槽,活还是要干活的滴。libuv在实际使用中我发现的几个问题,如果连接socket时后台主动断开连接,那么后台最后发送出来的消息有可能会接收不到(概率性的,解决方法就是让后台发送消息完之后延时几秒再关闭socket连接)。iOS设备在关闭电源后,socket立马就断掉了,游戏从后台切换到前台时需要能自动重连一次。而libuv因为本身是用纯C实现的,它的回调方法基本上都是static函数,用C++封装的话有点小麻烦,网上也有人用C++11封装的比较好,可惜我使用的NDK版本比较低,支持不了C++11的特性只好放弃,但人家的思路还是可以借鉴的,觉得很赞。

以客户端为例,先了解下libuv的基本使用,示例来自gist (所有的libuv函数都以uv_开头)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <uv.h>
 
#define log(x) printf("%s\n", x);
 
uv_loop_t *loop;
 
void on_connect(uv_connect_t *req, int status);
void on_write_end(uv_write_t *req, int status);
uv_buf_t alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size);
void echo_read(uv_stream_t *server, ssize_t nread, uv_buf_t buf);

// サーバからのレスポンスを表示
void echo_read(uv_stream_t *server, ssize_t nread, uv_buf_t buf) {
  if (nread == -1) {
    fprintf(stderr, "error echo_read");
    return;
  }

  // 結果を buf から取得して表示
  printf("result: %s\n", buf.base);
}

// suggeseted_size で渡された領域を確保
uv_buf_t alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size) {
  // 読み込みのためのバッファを、サジェストされたサイズで確保
  return uv_buf_init((char*) malloc(suggested_size), suggested_size);
}

// サーバへデータ送信後, サーバからのレスポンスを読み込む
void on_write_end(uv_write_t *req, int status) {
  if (status == -1) {
    fprintf(stderr, "error on_write_end");
    return;
  }

  // 書き込みが終わったら、すぐに読み込みを開始
  uv_read_start(req->handle, alloc_buffer, echo_read);
}

// サーバとの接続を確立後, サーバに文字列を送信
void on_connect(uv_connect_t *req, int status) {
  if (status == -1) {
    fprintf(stderr, "error on_write_end");
    return;
  }

  // 送信メッセージを登録
  char *message = "hello.txt";
  int len = strlen(message);

  /** これだとセグフォ
   * uv_buf_t buf[1];
   * buf[0].len = len;
   * buf[0].base = message;
   */

  // 送信データ用のバッファ
  char buffer[100];
  uv_buf_t buf = uv_buf_init(buffer, sizeof(buffer));

  // 送信データを載せる
  buf.len = len;
  buf.base = message;

  // ハンドルを取得
  uv_stream_t* tcp = req->handle;

  // 書き込み用構造体
  uv_write_t write_req;
 
  int buf_count = 1;
  // 書き込み
  uv_write(&write_req, tcp, &buf, buf_count, on_write_end);
}
 
int main(void) {
  // loop 生成
  loop = uv_default_loop();

  // Network I/O の構造体
  uv_tcp_t client;

  // loop への登録
  uv_tcp_init(loop, &client);

  // アドレスの取得
  struct sockaddr_in req_addr = uv_ip4_addr("127.0.0.1", 7000);

  // TCP コネクション用の構造体
  uv_connect_t connect_req;

  // 接続
  uv_tcp_connect(&connect_req, &client, req_addr, on_connect);

  // ループを開始
  return uv_run(loop);
}

libuv使用的基本步骤:

1、生成一个loop (uv_default_loop() 或者 uv_loop_t _loop)

2、初始化一个client,uv_tcp_init

3、连接指定的服务器,uv_tcp_connect

4、开启消息循环,uv_run

通常使用时,我们都需要新启动一个线程,在该线程中来执行uv_run来保证不阻塞当前调用的线程(uv_run是阻塞的,不会立即返回)。

使用线程的关键函数:uv_thread_create(创建线程)、uv_async_init、uv_async_send(线程通信),消息的发送是异步的,在另外一个线程中多次(二次或更多)调用了uv_async_send函数后它只会保证uv_async_init回调函数至少被调用一次

uv_async_send是非阻塞的,同样也不是线程安全的,在变量访问时应该尽量和互斥量或读写锁来保证访问顺序。

我们游戏服务器是双线的,所以返回给客户端的数据是域名 + 端口,这里需要先将域名转为ip然后进行uv_tcp_connect连接。

示例代码:

uv_getaddrinfo_t* getaddrinfo_handle = (uv_getaddrinfo_t*)malloc(sizeof(uv_getaddrinfo_t));
getaddrinfo_handle->data = this;
 
int r = uv_getaddrinfo(&loop_, getaddrinfo_handle, &AfterDNSResolved, m_strDomain.c_str(), NULL, NULL);
 
//r 返回0时表示正常,非0则说明出错了可通过 uv_err_name(r)、uv_strerror(r)获得出错信息

uvbook的QueryDNS示例:

int main() {
    loop = uv_default_loop();

    struct addrinfo hints;
    hints.ai_family = PF_INET;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
    hints.ai_flags = 0;

    uv_getaddrinfo_t resolver;
    fprintf(stderr, "irc.freenode.net is... ");
    int r = uv_getaddrinfo(loop, &resolver, on_resolved, "irc.freenode.net", "6667", &hints);

    if (r) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo call error %s\n", uv_err_name(r));
        return 1;
    }
    return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
}
   
void on_resolved(uv_getaddrinfo_t *resolver, int status, struct addrinfo *res) {
    if (status < 0) {
        fprintf(stderr, "getaddrinfo callback error %s\n", uv_err_name(status));
        return;
    }

    char addr[17] = {'\0'};
    uv_ip4_name((struct sockaddr_in*) res->ai_addr, addr, 16);
    fprintf(stderr, "%s\n", addr);

    uv_connect_t *connect_req = (uv_connect_t*) malloc(sizeof(uv_connect_t));
    uv_tcp_t *socket = (uv_tcp_t*) malloc(sizeof(uv_tcp_t));
    uv_tcp_init(loop, socket);

    uv_tcp_connect(connect_req, socket, (const struct sockaddr*) res->ai_addr, on_connect);

    uv_freeaddrinfo(res);
}

Windows下的libuv工程构建,使用官方推荐的gyp生成vs的解决方案即可

1、安装并设置python(2.6或2.7版本)

2、源码目录下新建build目录,然后将gyp下载至该目录

3、双击执行vcbuild.bat即可

在其它项目中引用libuv.lib时,需要在VS附加依赖项中添加几个系统的lib,不然会报错

libuv.lib advapi32.lib iphlpapi.lib psapi.lib shell32.lib userenv.lib ws2_32.lib

Android下编译libuv.a,我安装了虚拟机然后折腾了好一会,最后放弃了,参考Linux生成的mk自己整了一个完整的mk文件

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE := uv_static

LOCAL_MODULE_FILENAME := libuv

#LOCAL_SRC_FILES := proj.android/libuv.a
#LOCAL_EXPORT_CFLAGS := -I$(LOCAL_PATH)/include

LOCAL_SRC_FILES := \
src/fs-poll.c \
src/inet.c \
src/threadpool.c \
src/uv-common.c \
src/version.c \
src/unix/async.c \
src/unix/core.c \
src/unix/dl.c \
src/unix/fs.c \
src/unix/getaddrinfo.c \
src/unix/getnameinfo.c \
src/unix/loop.c \
src/unix/loop-watcher.c \
src/unix/pipe.c \
src/unix/poll.c \
src/unix/process.c \
src/unix/signal.c \
src/unix/stream.c \
src/unix/tcp.c \
src/unix/thread.c \
src/unix/timer.c \
src/unix/tty.c \
src/unix/udp.c \
src/unix/proctitle.c \
src/unix/linux-core.c \
src/unix/linux-inotify.c \
src/unix/linux-syscalls.c \
src/unix/pthread-fixes.c \
src/unix/android-ifaddrs.c

LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include \
                    $(LOCAL_PATH)/src \
                    $(LOCAL_PATH)/src/unix

LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include \
                           $(LOCAL_PATH)/src \
                           $(LOCAL_PATH)/src/unix

LOCAL_CFLAGS := \
-Wall \
-fvisibility=hidden \
-g \
--std=gnu89 \
-pedantic \
-Wall \
-Wextra \
-Wno-unused-parameter \
-Wstrict-aliasing \
-O3 \
-fstrict-aliasing \
-fomit-frame-pointer \
-fdata-sections \
-ffunction-sections

include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)

在项目的jni/Android.mk中只需要添加

LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES += uv_static

$(call import-module,libuv)

//注意添加NDK的搜索路径

而自己项目中需要用到uv.h时,修改相应的Android.mk文件,在

LOCAL_C_INCLUDES += $(LOCAL_PATH)/../../libuv/include \

//目录自己依照自己的环境进行修改

一切正常的话,在eclipse项目的obj目录下会看到编译成功后的文件

iOS下的编译,默认libuv只提供了Mac下的编译,修改一下就可以让它支持iOS了

1、下载libuv  https://github.com/joyent/libuv/releases 2、shell进入libuv $mkdir -p build $git clone https://git.chromium.org/external/gyp.git  build/gyp 3、$./gyp_uv.py -f xcode 生成xcode项目文件uv.xcodeproj 4、打开xcode,修改architectures

XCode7的话,直接先最新的SDK版本,上面的用的比较旧。引用项目的话,将libuv.a加到项目中,然后Framework Search Path以及Header Search Path添加路径即可。

到这里,三个平台全部都搞定了。我引入到项目中,主要是参考了

libuv_tcp https://github.com/wqvbjhc/libuv_tcp

也借鉴了

libsourcey  https://github.com/sourcey/libsourcey

uvpp  https://github.com/larroy/uvpp

我自己收藏的一个libuv for lua的项目,觉得也挺不错的。luv https://github.com/luvit/luv  有兴趣可以去捣鼓一下,跟Node.js差不多

附带贴一下uvbook的二个链接:

英文版(最新V1.3.0)  https://nikhilm.github.io/uvbook/introduction.html

中文版(V0.9.8) http://www.nowx.org/uvbook/index.html

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