从零开始实现一个C++高性能服务器框架----守护进程

用户11754185

发布于 2025-12-16 18:32:43

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简介

项目介绍：实现了一个基于协程的服务器框架，支持多线程、多协程协同调度；支持以异步处理的方式提高服务器性能；封装了网络相关的模块，包括socket、http、servlet等，支持快速搭建HTTP服务器或WebSokcet服务器。

详细内容：日志模块，使用宏实现流式输出，支持同步日志与异步日志、自定义日志格式、日志级别、多日志分离等功能。线程模块，封装pthread相关方法，封装常用的锁包括（信号量，读写锁，自旋锁等）。IO协程调度模块，基于ucontext_t实现非对称协程模型，以线程池的方式实现多线程，多协程协同调度，同时依赖epoll实现了事件监听机制。定时器模块，使用最小堆管理定时器，配合IO协程调度模块可以完成基于协程的定时任务调度。hook模块，将同步的系统调用封装成异步操作（accept, recv, send等），配合IO协程调度能够极大的提升服务器性能。Http模块，封装了sokcet常用方法，支持http协议解析，客户端实现连接池发送请求，服务器端实现servlet模式处理客户端请求，支持单Reator多线程，多Reator多线程模式的服务器。

守护进程

1. 主要功能

将进程与终端解绑，转到后台运行
实现了双进程唤醒功能，由父进程作为守护进程，当子进程异常结束，父进程在指定时间重新创建子进程

2. 功能演示

在子进程放一个定时器，每秒打印一次。

int server_main(int argc, char** argv) {
    LOG_INFO(g_logger) << johnsonli::ProcessInfoMgr::GetInstance()->toString();
    johnsonli::IOManager iom(1);
    iom.addTimer(1000, [](){
            LOG_INFO(g_logger) << "onTimer";
            static int count = 0;
            if(++count > 10) {
                exit(1);
            }
    }, true);
   return 0;
}

int main(int argc, char** argv) {
    return johnsonli::start_daemon(argc, argv, server_main, argc != 1);
}

3. 模块介绍

3.1 ProcessInfo

记录父子进程的信息

struct ProcessInfo {
    /// 父进程id
    pid_t parent_id = 0;
    /// 主进程id
    pid_t main_id = 0;
    /// 父进程启动时间
    uint64_t parent_start_time = 0;
    /// 主进程启动时间
    uint64_t main_start_time = 0;
    /// 主进程重启的次数
    uint32_t restart_count = 0;

    std::string toString() const;
};

3.2 守护进程

主要有三个方法start_deamon、real_start、real_daemon
star_deamon是入口，其中注册一个回调函数，负责逻辑处理。如果不使用守护进程，就直接调用real_start，否则调用real_deamon

int start_daemon(int argc, char** argv
                 , std::function<int(int argc, char** argv)> main_cb
                 , bool is_daemon)
{
    if(!is_daemon) {
        ProcessInfoMgr::GetInstance()->parent_id = getpid();
        ProcessInfoMgr::GetInstance()->parent_start_time = time(0);
        return real_start(argc, argv, main_cb);
    }
    return real_daemon(argc, argv, main_cb);
}

real_start，真正调用回调函数的地方

static int real_start(int argc, char** argv,
                 std::function<int(int argc, char** argv)> main_cb) {
    ProcessInfoMgr::GetInstance()->main_id = getpid();
    ProcessInfoMgr::GetInstance()->main_start_time = time(0);
    return main_cb(argc, argv);
}

real_deamon，使用守护进程，在后台执行，当子进程异常退出时，父进程会重新创建子进程，继续逻辑处理。

static int real_daemon(int argc, char** argv,
                     std::function<int(int argc, char** argv)> main_cb) 
{
    daemon(1, 0);
    ProcessInfoMgr::GetInstance()->parent_id = getpid();
    ProcessInfoMgr::GetInstance()->parent_start_time = time(0);
    while(true) 
    {
        pid_t pid = fork();
        if(pid == 0)    // 子进程
        {
             //子进程返回
            ProcessInfoMgr::GetInstance()->main_id = getpid();
            ProcessInfoMgr::GetInstance()->main_start_time  = time(0);
            LOG_INFO(g_logger) << "process start pid=" << getpid();
            return real_start(argc, argv, main_cb);
        }
        else if(pid < 0)    // 出错
        {
            LOG_ERROR(g_logger) << "fork fail return=" << pid
                << " errno=" << errno << " errstr=" << strerror(errno);
            return -1;
        }
        else    // 父进程
        {
            //父进程返回
            int status = 0;
            waitpid(pid, &status, 0);

            // 有退出状态，异常终止
            if(status) 
            {
                if(status == 9) 
                {
                    LOG_INFO(g_logger) << "killed";
                    break;
                } 
                else 
                {
                    LOG_ERROR(g_logger) << "child crash pid=" << pid
                        << " status=" << status;
                }
            } 
            else 
            {
                LOG_INFO(g_logger) << "child finished pid=" << pid;
                break;
            }
            // 异常终止需要再开一次子进程
            ProcessInfoMgr::GetInstance()->restart_count += 1;
            sleep(g_daemon_restart_interval->getValue());
        }
    }

    return 0;
}

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原始发表：2025-12-09，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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