【muduo源码分析】「阻塞」「非阻塞」「同步」「异步」

用户11173787

发布于 2024-09-30 08:02:28

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发布于 2024-09-30 08:02:28

文章被收录于专栏：破晓

引言

从本篇博客开始，我会陆续发表muduo库源码分析的相关文章。感谢大家的持续关注！！

何为「muduo库」

muduo库是陈硕大神个人开发的 C++ 的 TCP 网络编程库。muduo 基于 Reactor 模式实现，Reactor 模式也是目前大多数 Linux 端高性能网络编程框架和网络应用所选择的主要架构，例如 Redis 和 Java 的 Netty 库等。

注意：目前muduo库仅可以在Linux环境下使用，因为：陈硕大师在写muduo库时，不考虑可意志性，不跨平台，只支持Linux，不支持windows。

安装muduo库

这里我贴一篇安装muduo库的详细教程：muduo库的安装和使用

为了让大家了解muduo库使用起来是如何的方便，我写一段示例代码，用不到20行的代码量快速构建一个Linux环境下的TCP服务器

#include<muduo/net/TcpServer.h>
#include<muduo/net/EventLoop.h>
#include<iostream>
using namespace muduo;
using namespace muduo::net;
using namespace std;
void onMessage(const TcpConnectionPtr &conn,Buffer *buf,Timestamp time)
{
      conn->send(buf);
}
int main()
{
      EventLoop Loop;
      InetAddress listenAddr("127.0.0.1",6000);
      TcpServer server(&Loop,listenAddr,"chatServer");
      server.setMessageCallback(onMessage);
      server.start();
      Loop.loop();
}

我们可以用telnet充当客户端，连接服务器，进行通信，这段代码的效果是：服务器将客户端发来的数据再发送给客户端。

如果我们使用网络通信AP创建套接字，然后通信的话，代码量肯定远不止20行，所以这就是使用网络库封装的函数的显著效果。可能大家看这段代码会一脸懵。别担心，我刚一开始接触这个库的时候也是如此，当我们认真学习了muduo库，我们不禁会发现：陈硕大神设计的太妙了。

阻塞、非阻塞、同步、异步

一个典型的IO过程分为哪两个阶段？ 数据准备和数据读取

数据准备

根据系统IO操作的就绪状态，分为：

阻塞状态
非阻塞状态

大家都使用过recv这个系统API接口。这个接口默认就是阻塞式读取数据。那么阻塞式等待数据就绪时是什么表现呢？

当数据没有准备好时，recv会阻塞式等待，造成该线程什么也做不了，就造成了线程阻塞。

但是我们可以通过系统接口将一个文件描述符设置为非阻塞状态「由于这不是本篇博客的重点，这里就不再详细介绍这个过程了」那么非阻塞等待数据就绪有什么表现呢？

1.当数据没有准备好时，recv会返回-1，同时将error设置为 EAGAIN 「表示数据还没有准备就绪，但没有发生错误」 2.当读取操作发生错误时，读取失败，recv返回0. 3.当读取成功时，返回读取数据的数量「字节数」。

数据准备

根据应用程序和内核的交互方式，分为：

同步
异步

对于同步读取数据而言，代表函数就是recv。当数据读取时，线程阻塞等待，消耗的时间属于应用程序。然后将数据从内核缓冲区搬到应用程序的缓冲区

对于异步读取数据时，我们关系的是将数据从操作系统内核缓冲区搬到应用层缓冲区，于是就将这一需求告诉操作系统，让操作系统完成这件事情，等到完成之后，再让其用我们注册的通知函数，通知应用程序，此时读取数据花费的时间就不属于应用程序，而属于操作系统了，在操作系统读取数据期间，应用程序线程可以做其他事情，等到数据读取完毕，应用程序只负责对数据进行处理就可以了。