structc 开源框架介绍

引言 - 一切才刚刚开始

　　structc 是 C 结构基础库. 简单可复用.

　　structc - https://github.com/wangzhione/structc

　　之前也描述过几次 structc, 文字多代码风格少. 最近加班不多, 准备详细解说哈其思考初衷.

0.0 整体结构

structc
├── extern
├── LICENSE
├── Makefile
├── README.md
├── structc
└── structc.sln

structc.sln       : winds  项目管理文件 visual studio

structc           : 项目整体源码和素材文件目录

README.md  : 项目介绍 Markdown

Makefile          : linux 编译文件 make

LICENSE        : MIT 开源协议

extern             : 项目引入的外部库目录

extern
├── jemalloc
├── jemalloc-vc141-Release-static.lib
├── libuv.lib
├── pthread.h
├── pthread_lib.lib
├── sched.h
├── semaphore.h
├── strings.h
├── uv
└── uv.h

以上就是我们看到 structc 项目整体结构.

0.1 外部库

　　当前很谨慎的引入两个半外部库.  最大程度会静态库编译链接运行. 荣我慢慢细说.

1. jemalloc - https://github.com/jemalloc/jemalloc

　　jemalloc 是 c 构建底层高性能 malloc 库. 也被称为系统编程末期最后免费午餐. 整个 structc

malloc 全权交给 je_malloc 抗压.  其中 winds 编译静态库部分, 项目本身也有细说 -

https://github.com/jemalloc/jemalloc/tree/dev/msvc

How to build jemalloc for Windows
=================================

. Install Cygwin with at least the following packages:
   * autoconf
   * autogen
   * gawk
   * grep
   * sed

. Install Visual Studio  or  with Visual C++

. Add Cygwin\bin to the PATH environment variable

. Open "x64 Native Tools Command Prompt for VS 2017"
   (note: x86/x64 doesn't matter at this point)

. Generate header files:
   sh -c "CC=cl ./autogen.sh"

. Now the project can be opened and built in Visual Studio:
   msvc\jemalloc_vc2017.sln

( 注: vs 使用最新版本. 网址打不开那就翻墙. 后面其也一样, 时刻保证最新 2018/10/10 ~ )

对于 linux 编译安装参照下面脚本

# 开发环境安装
sudo apt install gcc gdb autogen autoconf

# jemalloc 安装
cd
wget https://github.com/jemalloc/jemalloc/releases/download/5.1.0/jemalloc-5.1.0.tar.bz2
tar -jxvf jemalloc-5.1..tar.bz2
cd jemalloc-5.1.

sh autogen.sh
make -j4
sudo make install
sudo ldconfig

cd
rm -rf jemalloc-5.1. jemalloc-5.1..tar.bz2

当 jemalloc 构建好了. 设计 alloc 层引入到 structc 框架中, 用户取代系统 malloc...

alloc.h - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/alloc.h

#ifndef _H_ALLOC
#define _H_ALLOC

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// :) 高效内存分配, 莫名伤感 ~
// _MSC_VER -> Winds CL
// __GNUC__ -> Linux GCC
//
#ifdef _MSC_VER
//
// CPU 检测 x64 or x86
// ISX64 defined 表示 x64 否则 x86
//
#   if defined(_M_ARM64) || defined(_M_X64)
#       define ISX64
#   endif
//
// _M_PPC 为 PowerPC 平台定义, 现在已不支持
// so winds 可以认为都是小端平台
//
#   if defined(_M_PPC)
#       define ISBENIAN
#   endif

#elif  __GNUC__

#   if defined(__x86_64__)
#       define ISX64
#   endif
//
// 大小端检测 : ISBENIAN defined 表示大端
//
#   if defined(__BIG_ENDIAN__) || defined(__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
#       define ISBENIAN
#   endif

#else
#   error BUILD (￣︶￣) S
#endif

// OFF_ALLOC - 关闭全局 free / malloc 配置
#ifndef OFF_ALLOC

#   undef  free
#   define free    free_

#   undef  strdup
#   define strdup  strdup_

#   undef  malloc
#   define malloc  malloc_
#   undef  calloc
#   define calloc  calloc_
#   undef  realloc
#   define realloc realloc_

#endif//OFF_ALLOC

//
// free_ - free 包装函数
// ptr      : 内存首地址
// return   : void
//
extern void free_(void * ptr);

//
// malloc_ - malloc 包装, 封装一些特殊业务
// size     : 分配的内存字节
// return   : 返回可使用的内存地址.
//
extern void * malloc_(size_t size);

//
// strdup_ - strdup 包装函数
// s        : '\0' 结尾 C 字符串
// return   : 拷贝后新的 C 字符串
//
extern char * strdup_(const char * s);

//
// calloc_ - calloc 包装, 封装一些特殊业务
// num      : 数量
// size     : 大小
// return   : 返回可用内存地址, 并且置0
//
extern void * calloc_(size_t num, size_t size);

//
// realloc_ - realoc 包装函数, 封装一些特殊业务
// ptr      : 内存首地址, NULL 等同于 malloc
// size     : 重新分配的内存大小
// return   : 返回重新分配好的新地址内容
//
extern void * realloc_(void * ptr, size_t size);

#endif//_H_STDEXIT

alloc.c - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/alloc.c

#include <stdio.h>

#define OFF_ALLOC
#include "alloc.h"

#define JEMALLOC_NO_DEMANGLE
#include <jemalloc/jemalloc.h>

//
// free_ - free 包装函数
// ptr      : 内存首地址
// return   : void
//
inline void free_(void * ptr) {
    je_free(ptr);
}

// 简单内存不足检测处理
static inline void * mcheck(void * ptr, size_t size) {
    if (NULL == ptr) {
        fprintf(stderr, "out of memory trying to allocate %zu\n", size);
        fflush(stderr);
        abort();
    }
    return ptr;
}

//
// malloc_ - malloc 包装, 封装一些特殊业务
// size     : 分配的内存字节
// return   : 返回可使用的内存地址.
//
inline void * malloc_(size_t size) {
    void * ptr = je_malloc(size);
    return mcheck(ptr, size);
}

//
// strdup_ - strdup 包装函数
// s        : '\0' 结尾 C 字符串
// return   : 拷贝后新的 C 字符串
//
inline char * strdup_(const char * s) {
    if (s) {
        size_t n = strlen(s) + ;
        char * ptr = malloc_(n);
        return memcpy(ptr, s, n);
    }
    return NULL;
}

//
// calloc_ - calloc 包装, 封装一些特殊业务
// num      : 数量
// size     : 大小
// return   : 返回可用内存地址, 并且置0
//
inline void * calloc_(size_t num, size_t size) {
    void * ptr = je_calloc(num, size);
    return mcheck(ptr, size);
}

//
// realloc_ - realoc 包装函数, 封装一些特殊业务
// ptr      : 内存首地址, NULL 等同于 malloc
// size     : 重新分配的内存大小
// return   : 返回重新分配好的新地址内容
//
inline void * realloc_(void * ptr, size_t size) {
    void * ntr = je_realloc(ptr, size);
    return mcheck(ntr, size);
}

包装了一层. 从 alloc.h 中 OFF_ALLOC 宏可以看出, 具备支持插拔能力 ~

2. libuv - https://github.com/libuv/libuv　　

　　libuv 用 c 写的高性能单线程网络 io 库. 希望通过它来支撑网络层.  winds 编译静态库

参照 libuv 项目首页燥起来就行. 其中 gyp 安装了这个版本, 其它随波逐流 ~

　　gyp - https://github.com/adblockplus/gyp

linux 编译安装脚本

# libuv 安装
cd
wget https://github.com/libuv/libuv/archive/v1.23.1.zip
unzip v1.23.1.zip
cd libuv-1.23.

sh autogen.sh
./configure
make -j4
sudo make install
sudo ldconfig

cd
#
# 注意 uv 头文件, 全部导入到系统 include 目录下面
#
rm -rf libuv-1.23. v1.23.1.zip

注意要将编译后 include 完整拷贝到安装目录 include下. 这样 uv 头文件全, 日后会用到.

libuv 开箱即用, 不太需要什么基础封装.

3. pthread - https://github.com/GerHobbelt/pthread-win32

　　这是最后那半个, 为 winds 引入 POSIX thread 模型.  编译起来很简单(前提咱们 VS 玩的熟).

扯点闲篇. linux 和 winds 相辅相成, 对立而统一. 一个是一切从头码, 一个开始就已经注册未来.

描述比较粗, 但大概这意思.  (两个都不 eary, 玩很久才敢入门见岳父岳母) . 这里包装了一层

thread.h - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/thread.h

#ifndef _H_THREAD
#define _H_THREAD

#include "struct.h"
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

//
// pthread_end - 等待启动线程结束
// tid      : 线程id
// return   : void
//
inline void pthread_end(pthread_t tid) {
    pthread_join(tid, NULL);
}

//
// pthread_run - 异步启动线程
// id       : &tid 线程id地址
// frun     : 运行的主体
// arg      : 运行参数
// return   : 返回线程构建结果, 0 is success
//
#define pthread_run(id, frun, arg)                                  \
pthread_run_(&(id), (node_f)(frun), (void *)(intptr_t)(arg))
inline int pthread_run_(pthread_t * id, node_f frun, void * arg) {
    return pthread_create(id, NULL, (start_f)frun, arg);
}

//
// pthread_async - 异步启动分离线程
// frun     : 运行的主体
// arg      : 运行参数
// return   : 返回 0 is success
//
#define pthread_async(frun, arg)                                    \
pthread_async_((node_f)(frun), (void *)(intptr_t)(arg))
inline int pthread_async_(node_f frun, void * arg) {
    int ret;
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;

    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
    ret = pthread_create(&tid, &attr, (start_f)frun, arg);
    pthread_attr_destroy(&attr);

    return ret;
}

#endif//_H_THREAD

利用现代编译器兼容性构建了 pthread 两种启动宏, 后续写 pthread create 相关代码会得心应手!

到此我们大一统治线程模型就定下来了. 还顺带引出了一个很重要辅助头文件.

struct.h - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/struct/struct.h

#ifndef _H_STRUCT
#define _H_STRUCT

#include <math.h>
#include "alloc.h"
#include <ctype.h>
#include <float.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>
#include <limits.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>

//
// enum Flag int - 函数返回值全局状态码
// >= 0 标识 Success 状态, < 0 标识 Error 状态
//
enum {
    SBase       =  +, // 正确基础类型

    EBase       =  -, // 错误基础类型
    EParam      =  -, // 输入参数错误
    EFd         =  -, // 文件打开失败
    EClose      =  -, // 文件操作关闭
    EAccess     =  -, // 没有操作权限
    EAlloc      =  -, // 内存操作错误
    EParse      =  -, // 协议解析错误
    ESmall      =  -, // 过小基础错误
    EBig        =  -, // 过大基础错误
    ETimeout    = -, // 操作超时错误
};

//
// DCODE - DEBUG 模式下的测试宏
// DCODE({
//     puts("debug start...");
// });
//
#ifndef DCODE
#   ifdef _DEBUG
#       define DCODE(code)  do code while()
#   else
#       define DCODE(code)
#   endif //  ! _DEBUG
#endif  //  ! DCODE

//
// icmp_f - 比较行为的类型
//  : int add_cmp(const void * now, const void * node)
//
typedef int (* icmp_f)();

//
// vnew_f - 根据规则构建对象
//  : void * rtree_new(void * node)
//
typedef void * (* vnew_f)();

//
// node_f - 销毁当前对象节点
//  : void list_die(void * node);
//
typedef void (* node_f)(void * node);

//
// start_f - pthread create func
//  : int * run(int * arg)
//
typedef void * (* start_f)(void * arg);

//
// each_f - each 循环操作, arg 外部参数, node 是内部结点
//  : int dict_echo(struct dict * node, void * arg) { return 0; }
//
typedef int (* each_f)(void * node, void * arg);

//
// CERR - 打印错误信息
// EXIT - 打印错误信息, 并 exit
// IF   - 条件判断异常退出的辅助宏
//
#define CERR(fmt, ...)                                                   \
fprintf(stderr, "[%s:%s:%d][%d:%s]" fmt "\n",                            \
    __FILE__, __func__, __LINE__, errno, strerror(errno), ##__VA_ARGS__)

#define EXIT(fmt, ...)                                                   \
do {                                                                     \
    CERR(fmt, ##__VA_ARGS__);                                            \
    exit(EXIT_FAILURE);                                                  \
} while()

#define IF(cond)                                                         \
if ((cond)) EXIT(#cond)

//
// RETURN - 打印错误信息, 并 return 返回指定结果
// val      : return的东西, 当需要 return void; 时候填 ',' 就过 or NIL
// fmt      : 双引号包裹的格式化字符串
// ...      : fmt中对应的参数
// return   : val
//
#define RETURN(val, fmt, ...)                                           \
do {                                                                    \
    CERR(fmt, ##__VA_ARGS__);                                           \
    return val;                                                         \
} while()

#define NIL
#define RETNIL(fmt, ...)                                                \
RETURN(NIL , fmt, ##__VA_ARGS__)

#define RETNUL(fmt, ...)                                                \
RETURN(NULL, fmt, ##__VA_ARGS__)

#endif//_H_STRUCT

作者尝试写 structc 项目时第一个源文件 : )

0.2 IDE 弱议

　　 winds 没得选, 最新最全的 visual studio best version 有才能统治一切. 这里主要说

的是 linux 上面我们的选择. 最开始我是 vi + make + gcc + gdb 开发和编译的.

Makefile - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/Makefile

# 编译的目录结构
# Release : make
# Debug   : make D=-D_DEBUG
# Clean   : make clean

make 是编译发布, make D=-D_DEBUG 是编译 Debug, make clean 项目清理. 手工操作.

这样搞对我都还好, 什么都行.

但不妨更精进一步 [vi + make + gcc + gdb] -> [code + F5 + F10 + F11] 是不是更妙.

微软作为桌面软件霸主, code(VSCode 简称)不用我多说, 不得不服. 那开搞

1. 安装软件

　　ubuntu best version

　　vscode

　安装好 vscode 后, 在其内部安装插件 Microsoft C/C++ for Visual Studio Code

2. F1 -> Edit Configurations -> c_cpp_properties.json

　设置如下内容和VS配置很相似

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "/usr/include/c++/7",
                "/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/7",
                "/usr/include/c++/7/backward",
                "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include",
                "/usr/local/include",
                "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include-fixed",
                "/usr/include/x86_64-linux-gnu",
                "/usr/include",
                "${workspaceRoot}",
                "${workspaceRoot}/structc/base",
                "${workspaceRoot}/structc/struct",
                "${workspaceRoot}/structc/system"
            ],
            "defines": [
                "_DEBUG",
                "__GNUC__"
            ],
            "intelliSenseMode": "clang-x64",
            "browse": {
                "path": [
                    "/usr/include/c++/7",
                    "/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/7",
                    "/usr/include/c++/7/backward",
                    "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include",
                    "/usr/local/include",
                    "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include-fixed",
                    "/usr/include/x86_64-linux-gnu",
                    "/usr/include",
                    "${workspaceRoot}"
                ],
                "limitSymbolsToIncludedHeaders": true,
                "databaseFilename": ""
            },
            "compilerPath": "/usr/bin/clang",
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "c++17"
        }
    ],
    "version":
}

3. F5 -> launch.json

    按照规律改 program 项目生成 和 preLaunchTask 前置任务

{
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "(gdb) Launch",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/Out/main.exe",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "environment": [],
            "externalConsole": true,
            "preLaunchTask": "Debug",
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

4. F5 -> tasks.json

建立下面任务, 目前只使用了 Debug

{
    // See https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    // for the documentation about the tasks.json format
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "type"    : "shell",
            "label"   : "Debug",
            "command" : "make D=-D_DEBUG"
        }
    ]
}

此刻我们就可以 F5 搞起来 ~

兄弟们是不是很亲切, 这么复杂定制化项目都可以可视化调试. 还有谁 ~ 当然 IDE 有没有

都好说, 难说的是你是否耐的下心去感悟技术的脉络, 可不能学京东技术, 对开源缺失敬畏

之心, 技术不见得多厉害, 节操提前贷款没了 ~ 最终成为奥义之梗 : )

前言 -  不妨说点设计

　　进入 structc/structc 看到以下项目结构

wzhi@wzc:~/structc/structc$ tree -L
.
├── base
├── conf
├── main
├── README.md
├── struct
├── structc.vcxproj
├── structc.vcxproj.filters
├── structc.vcxproj.user
├── system
└── test

base      : 基础接口封装目录

conf       : 配置文件目录

main      : 主函数目录

struct    : 数据结构接口目录

system  : 系统库包装目录

test        : 单元测试目录

1.0 main 主函数设计

wzhi@wzc:~/structc/structc/main$ tree
.
├── main.c
├── main_init.c
├── main_run.c
└── main_test.c

重点关注下入口 mian 主函数设计 main.c

#include "head.h"

//
// main - 程序的总入口, 从扯开始
// argc     : 输入参数个数
// argv     : 参数集
// return   : 返回程序退出的状态码
//
int main(int argc, char * argv[]) {
    //
    // 初始化 ... ...
    // ... ...
    EXTERN_RUN(main_init);

    //
    // make D=-D_DEBUG
    // main_test 单元测试才会启动
    //
#ifdef _DEBUG
    EXTERN_RUN(main_test);
#endif

    // ...
    // ... 启动当前项目运行的主函数
    //
    EXTERN_RUN(main_run, argc, argv);

    return EXIT_SUCCESS;
}

其中 EXTERN_RUN 也很奇巧

//
// EXTERN_RUN - 简单的声明, 并立即使用的宏
// ftest    : 需要执行的函数名称
// ...      : 可变参数, 保留
//
#define EXTERN_RUN(ftest, ...)                                  \
do {                                                            \
    extern void ftest();                                        \
    ftest (__VA_ARGS__);                                        \
} while()

越过声明直接使用的宏声明. structc 中 main 函数一共做了二件半事情.

main_init 初始化函数, main_run 业务运行函数, 还有半个 main_test 运行单元测试.

随后我们好好看看这个单元测试套路.

1.1 test 单元测试套路设计

先看看 main_test.c

#include "head.h"

//
// TEST - 用于单元测试函数, 执行并输出运行时间
// ftest    : 需要执行的测试函数名称
// ...      : 可变参数, 保留
//
#define TEST(ftest, ...)                                         \
do {                                                             \
    extern void ftest();                                         \
    clock_t $s = clock();                                        \
    ftest (##__VA_ARGS__);                                       \
    double $e = (double)clock();                                 \
    printf(STR(ftest)" run time:%lfs\n", ($e-$s)/CLOCKS_PER_SEC);\
} while()

//
// main_test - *_test is here run
// return   : void
//
void main_test(void) {
    //
    // 开始你的表演, 单元测试
    //

    EXTERN_RUN(uv_tty_test);
}

以上只给予了业务测试的能力. 其中 uv_tty_test 函数就是单元测试目录下其中一个的单元测试函数体.

而我们每个业务测试函数, 顺带会创建一个同名的 .c 文件. 例如这里是 uv_tty_test.c

#include <uv.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

//
// 测试 libuv tty 操作控制台
// 输出一段有颜色的文字
//
void uv_tty_test(void) {
    uv_tty_t tty;
    uv_buf_t buf[];
    unsigned i, len = sizeof buf / sizeof *buf;
    uv_loop_t * loop = uv_default_loop();

    // 目前只对 tty 控制台处理
    if (uv_guess_handle() != UV_TTY) {
        fprintf(stderr, "uv_guess_handle(1) != UV_TTY!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    uv_tty_init(loop, &tty, , );
    uv_tty_set_mode(&tty, UV_TTY_MODE_NORMAL);

    // 开始发送消息
    buf[].base = "\033[46;37m";
    buf[].base = u8"(✿◡‿◡) 喵酱 ((●'-'●)) 比 ♥ 里~ \n";
    buf[].base = "\033[0m";
    for (i = ; i < len; ++i)
        buf[i].len = (int)strlen(buf[i].base);
    uv_try_write((uv_stream_t *)&tty, buf, len);

    // 重置终端行为
    uv_tty_reset_mode();
    uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
}

思路很直白. 这些就是单元测试的真相... . 比较清晰的展示(业务是复杂中减负)

1.2 system 系统库设计

这里面设计东东不少, 只挑一些经典的供人看看. 代码即注释 ~

socket.h - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/socket.h

#ifndef _H_SOCKET
#define _H_SOCKET

#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include "struct.h"
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>

#ifdef __GNUC__

#include <netdb.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/uio.h>
#include <sys/time.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <sys/resource.h>

//
// This is used instead of -1, since the. by WinSock
// On now linux EAGAIN and EWOULDBLOCK may be the same value
// connect 链接中, linux 是 EINPROGRESS，winds 是 WSAEWOULDBLOCK
//
typedef int socket_t;

#define INVALID_SOCKET          (~0)
#define SOCKET_ERROR            (-1)

// socket_init - 初始化 socket 库初始化方法
inline void socket_init(void) {
    // 管道破裂, 忽略 SIGPIPE 信号
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
}

inline int socket_close(socket_t s) {
    return close(s);
}

// socket_set_block     - 设置套接字是阻塞
// socket_set_nonblock  - 设置套接字是非阻塞
inline int socket_set_block(socket_t s) {
    int mode = fcntl(s, F_GETFL, );
    return fcntl(s, F_SETFL, mode & ~O_NONBLOCK);
}

inline int socket_set_nonblock(socket_t s) {
    int mode = fcntl(s, F_GETFL, );
    return fcntl(s, F_SETFL, mode | O_NONBLOCK);
}

// socket_recv      - 读取数据
// socket_send      - 写入数据
inline int socket_recv(socket_t s, void * buf, int sz) {
    return (int)read(s, buf, sz);
}

inline int socket_send(socket_t s, const void * buf, int sz) {
    return (int)write(s, buf, sz);
}

#endif

#ifdef _MSC_VER

#include <ws2tcpip.h>

#undef  errno
#define errno                   WSAGetLastError()
#undef  strerror
#define strerror                ((char * (*)(int))strerr)

#undef  EINTR
#define EINTR                   WSAEINTR
#undef  EAGAIN
#define EAGAIN                  WSAEWOULDBLOCK
#undef  EINPROGRESS
#define EINPROGRESS             WSAEWOULDBLOCK

/*
 * WinSock 2 extension -- manifest constants for shutdown()
 */
#define SHUT_RD                 SD_RECEIVE
#define SHUT_WR                 SD_SEND
#define SHUT_RDWR               SD_BOTH

#define SO_REUSEPORT            SO_REUSEADDR

typedef SOCKET socket_t;
typedef int socklen_t;

//
// gettimeofday - Linux sys/time.h 中得到微秒时间实现
// tv       : 返回结果包含秒数和微秒数
// tz       : 包含的时区, winds 上这个变量没有作用
// return   : 默认返回 0
//
extern int gettimeofday(struct timeval * tv, void * tz);

//
// strerr - linux 上替代 strerror, winds 替代 FormatMessage
// error    : linux 是 errno, winds 可以是 WSAGetLastError() ...
// return   : system os 拔下来的提示常量字符串
//
extern const char * strerr(int err);

// socket_init - 初始化 socket 库初始化方法
inline void socket_init(void) {
    WSADATA wsad;
    WSAStartup(WINSOCK_VERSION, &wsad);
}

// socket_close     - 关闭上面创建后的句柄
inline int socket_close(socket_t s) {
    return closesocket(s);
}

// socket_set_block     - 设置套接字是阻塞
// socket_set_nonblock  - 设置套接字是非阻塞
inline int socket_set_block(socket_t s) {
    u_long mode = ;
    return ioctlsocket(s, FIONBIO, &mode);
}

inline int socket_set_nonblock(socket_t s) {
    u_long mode = ;
    return ioctlsocket(s, FIONBIO, &mode);
}

// socket_recv      - 读取数据
// socket_send      - 写入数据
inline int socket_recv(socket_t s, void * buf, int sz) {
    return sz >  ? recv(s, buf, sz, ) : ;
}

inline int socket_send(socket_t s, const void * buf, int sz) {
    return send(s, buf, sz, );
}

#endif

//
// 通用 sockaddr_in ipv4 地址
//
typedef struct sockaddr_in sockaddr_t[];

// socket_dgram     - 创建 UDP socket
// socket_stream    - 创建 TCP socket
inline socket_t socket_dgram(void) {
    return socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
}

inline socket_t socket_stream(void) {
    return socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
}

// socket_set_reuse - 开启端口和地址复用
// socket_set_keepalive - 开启心跳包检测, 默认2h 5次
inline int socket_set_enable(socket_t s, int optname) {
    int ov = ;
    return setsockopt(s, SOL_SOCKET, optname, (void *)&ov, sizeof ov);
}

inline int socket_set_reuse(socket_t s) {
    return socket_set_enable(s, SO_REUSEPORT);
}

inline int socket_set_keepalive(socket_t s) {
    return socket_set_enable(s, SO_KEEPALIVE);
}

// socket_set_rcvtimeo - 设置接收数据毫秒超时时间
// socket_set_sndtimeo - 设置发送数据毫秒超时时间
inline int socket_set_time(socket_t s, int ms, int optname) {
    struct timeval ov = { , };
    if (ms > ) {
        ov.tv_sec = ms / ;
        ov.tv_usec = (ms % ) * ;
    }
    return setsockopt(s, SOL_SOCKET, optname, (void *)&ov, sizeof ov);
}

inline int socket_set_rcvtimeo(socket_t s, int ms) {
    return socket_set_time(s, ms, SO_RCVTIMEO);
}

inline int socket_set_sndtimeo(socket_t s, int ms) {
    return socket_set_time(s, ms, SO_SNDTIMEO);
}

// socket_get_error - 得到当前socket error 值, 0 表示正确, 其它都是错误
inline int socket_get_error(socket_t s) {
    int err;
    socklen_t len = sizeof(err);
    int r = getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (void *)&err, &len);
    return r <  ? errno : err;
}

// socket_recvfrom  - recvfrom 接受函数
// socket_sendto    - sendto 发送函数
inline int socket_recvfrom(socket_t s, void * buf, int len, int flags, sockaddr_t in) {
    socklen_t inlen = sizeof (sockaddr_t);
    return recvfrom(s, buf, len, flags, (struct sockaddr *)in, &inlen);
}

inline int socket_sendto(socket_t s, const void * buf, int len, int flags, const sockaddr_t to) {
    return sendto(s, buf, len, flags, (const struct sockaddr *)to, sizeof(sockaddr_t));
}

//
// socket_recvn     - socket 接受 sz 个字节
// socket_sendn     - socket 发送 sz 个字节
//
extern int socket_recvn(socket_t s, void * buf, int sz);
extern int socket_sendn(socket_t s, const void * buf, int sz);

// socket_bind          - bind    绑定函数
// socket_listen        - listen  监听函数
// socket_accept        - accept  等接函数
// socket_connect       - connect 链接函数
inline int socket_bind(socket_t s, const sockaddr_t addr) {
    return bind(s, (const struct sockaddr *)addr, sizeof(sockaddr_t));
}

inline int socket_listen(socket_t s) {
    return listen(s, SOMAXCONN);
}

inline socket_t socket_accept(socket_t s, sockaddr_t addr) {
    socklen_t len = sizeof (sockaddr_t);
    return accept(s, (struct sockaddr *)addr, &len);
}

inline int socket_connect(socket_t s, const sockaddr_t addr) {
    return connect(s, (const struct sockaddr *)addr, sizeof(sockaddr_t));
}

//
// socket_binds     - 端口绑定返回绑定好的 socket fd, 返回 INVALID_SOCKET or PF_INET PF_INET6
// socket_listens   - 端口监听返回监听好的 socket fd.
//
extern socket_t socket_binds(const char * ip, uint16_t port, uint8_t protocol, int * family);
extern socket_t socket_listens(const char * ip, uint16_t port, int backlog);

//
// socket_addr -socket_recv 通过 ip, port 构造 ipv4 结构
//
extern int socket_addr(const char * ip, uint16_t port, sockaddr_t addr);

// socket_pton - 返回 ip 串
inline char * socket_pton(sockaddr_t addr, char ip[INET_ADDRSTRLEN]) {
    return (char *)inet_ntop(AF_INET, &addr->sin_addr, ip, INET_ADDRSTRLEN);
}

//
// socket_host - 通过 ip:port 串得到 socket addr 结构
// host     : ip:port 串
// addr     : 返回最终生成的地址
// return   : >= EBase 表示成功
//
extern int socket_host(const char * host, sockaddr_t addr);

//
// socket_tcp - 创建 TCP 详细套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回监听后套接字
//
extern socket_t socket_tcp(const char * host);

//
// socket_udp - 创建 UDP 详细套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回绑定后套接字
//
extern socket_t socket_udp(const char * host);

//
// socket_connects - 返回链接后的阻塞套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回链接后阻塞套接字
//
extern socket_t socket_connects(const char * host);

//
// socket_connectos - 返回链接后的非阻塞套接字
// host     : ip:port 串
// ms       : 链接过程中毫秒数
// return   : 返回链接后非阻塞套接字
//
extern socket_t socket_connectos(const char * host, int ms);

#endif//_H_SOCKET

socket.c - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/socket.c

#include "socket.h"

#ifdef _MSC_VER

//
// gettimeofday - Linux sys/time.h 中得到微秒时间实现
// tv       : 返回结果包含秒数和微秒数
// tz       : 包含的时区, winds 上这个变量没有作用
// return   : 默认返回 0
//
int
gettimeofday(struct timeval * tv, void * tz) {
    struct tm m;
    SYSTEMTIME se;

    GetLocalTime(&se);
    m.tm_year = se.wYear - ;
    m.tm_mon = se.wMonth - ;
    m.tm_mday = se.wDay;
    m.tm_hour = se.wHour;
    m.tm_min = se.wMinute;
    m.tm_sec = se.wSecond;
    m.tm_isdst = -; // 不考虑夏令时

    tv->tv_sec = (long)mktime(&m);
    tv->tv_usec = se.wMilliseconds * ;

    return ;
}

#endif

//
// socket_recvn     - socket 接受 sz 个字节
// socket_sendn     - socket 发送 sz 个字节
//

int
socket_recvn(socket_t s, void * buf, int sz) {
    int r, n = sz;
    while (n > ) {
        r = recv(s, buf, n, );
        if (r == ) break;
        if (r == SOCKET_ERROR) {
            if (errno == EINTR)
                continue;
            return SOCKET_ERROR;
        }
        n -= r;
        buf = (char *)buf + r;
    }
    return sz - n;
}

int
socket_sendn(socket_t s, const void * buf, int sz) {
    int r, n = sz;
    while (n > ) {
        r = send(s, buf, n, );
        if (r == ) break;
        if (r == SOCKET_ERROR) {
            if (errno == EINTR)
                continue;
            return SOCKET_ERROR;
        }
        n -= r;
        buf = (char *)buf + r;
    }
    return sz - n;
}

//
// socket_addr - 通过 ip, port 构造 ipv4 结构
//
int
socket_addr(const char * ip, uint16_t port, sockaddr_t addr) {
    addr->sin_family = AF_INET;
    addr->sin_port = htons(port);
    addr->sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    if (addr->sin_addr.s_addr == INADDR_NONE) {
        struct hostent * host = gethostbyname(ip);
        if (!host || !host->h_addr)
            return EParam;

        // 尝试一种, 默认 ipv4
        memcpy(&addr->sin_addr, host->h_addr, host->h_length);
    }
    memset(addr->sin_zero, , sizeof addr->sin_zero);

    return SBase;
}

//
// socket_binds     - 端口绑定返回绑定好的 socket fd, 返回 INVALID_SOCKET or PF_INET PF_INET6
// socket_listens   - 端口监听返回监听好的 socket fd.
//
socket_t
socket_binds(const char * ip, uint16_t port, uint8_t protocol, int * family) {
    socket_t fd;
    char ports[sizeof ""];
    struct addrinfo * addr = NULL, hint = {  };
    if (NULL == ip || *ip == '\0')
        ip = "0.0.0.0"; // default INADDR_ANY

    sprintf(ports, "%hu", port);
    hint.ai_family = AF_UNSPEC;
    if (protocol == IPPROTO_TCP)
        hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    else {
        assert(protocol == IPPROTO_UDP);
        hint.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
    }
    hint.ai_protocol = protocol;

    if (getaddrinfo(ip, ports, &hint, &addr))
        return INVALID_SOCKET;

    fd = socket(addr->ai_family, addr->ai_socktype, );
    if (fd == INVALID_SOCKET)
        goto err_free;
    if (socket_set_reuse(fd))
        goto err_close;
    if (bind(fd, addr->ai_addr, (int)addr->ai_addrlen))
        goto err_close;

    // Success return ip family
    if (family)
        *family = addr->ai_family;
    freeaddrinfo(addr);
    return fd;

err_close:
    socket_close(fd);
err_free:
    freeaddrinfo(addr);
    return INVALID_SOCKET;
}

socket_t
socket_listens(const char * ip, uint16_t port, int backlog) {
    socket_t fd = socket_binds(ip, port, IPPROTO_TCP, NULL);
    if (INVALID_SOCKET != fd && listen(fd, backlog)) {
        socket_close(fd);
        return INVALID_SOCKET;
    }
    return fd;
}

// host_parse - 解析 host 内容
static int host_parse(const char * host, char ip[BUFSIZ], uint16_t * pprt) {
    int port = ;
    char * st = ip;
    if (!host || !*host || *host == ':')
        strcpy(ip, "0.0.0.0");
    else {
        char c;
        // 简单检查字符串是否合法
        size_t n = strlen(host);
        if (n >= BUFSIZ)
            RETURN(EParam, "host err %s", host);

        // 寻找分号
        while ((c = *host++) != ':' && c)
            *ip++ = c;
        *ip = '\0';
        if (c == ':') {
            if (n > ip - st + sizeof "")
                RETURN(EParam, "host port err %s", host);
            port = atoi(host);
            // 有些常识数字, 不一定是魔法 ... :)
            if (port <=  || port > )
                RETURN(EParam, "host port err %s, %d", host, port);
        }
    }

    *pprt = port;
    return SBase;
}

//
// socket_host - 通过 ip:port 串得到 socket addr 结构
// host     : ip:port 串
// addr     : 返回最终生成的地址
// return   : >= EBase 表示成功
//
int
socket_host(const char * host, sockaddr_t addr) {
    uint16_t port; char ip[BUFSIZ];
    if (host_parse(host, ip, &port) < SBase)
        return EParam;

    // 开始构造 addr
    if (NULL == addr) {
        sockaddr_t nddr;
        return socket_addr(ip, port, nddr);
    }
    return socket_addr(ip, port, addr);
}

//
// socket_tcp - 创建 TCP 详细套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回监听后套接字
//
socket_t
socket_tcp(const char * host) {
    uint16_t port; char ip[BUFSIZ];
    if (host_parse(host, ip, &port) < SBase)
        return EParam;
    return socket_listens(ip, port, SOMAXCONN);
}

//
// socket_udp - 创建 UDP 详细套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回绑定后套接字
//
socket_t
socket_udp(const char * host) {
    uint16_t port; char ip[BUFSIZ];
    if (host_parse(host, ip, &port) < SBase)
        return EParam;
    return socket_binds(ip, port, IPPROTO_UDP, NULL);
}

//
// socket_connects - 返回链接后的阻塞套接字
// host     : ip:port 串
// return   : 返回链接后阻塞套接字
//
socket_t
socket_connects(const char * host) {
    sockaddr_t addr;
    socket_t s = socket_stream();
    if (INVALID_SOCKET == s) {
        RETURN(s, "socket_stream is error");
    }

    // 解析配置成功后尝试链接
    if (socket_host(host, addr) >= SBase)
        if (socket_connect(s, addr) >= SBase)
            return s;

    socket_close(s);
    RETURN(INVALID_SOCKET, "socket_connects %s", host);
}

//
// socket_connecto      - connect 超时链接, 返回非阻塞 socket
//
static int socket_connecto(socket_t s, const sockaddr_t addr, int ms) {
    int n, r;
    struct timeval to;
    fd_set rset, wset, eset;

    // 还是阻塞的connect
    if (ms < ) return socket_connect(s, addr);

    // 非阻塞登录, 先设置非阻塞模式
    r = socket_set_nonblock(s);
    if (r < SBase) return r;

    // 尝试连接, connect 返回 -1 并且 errno == EINPROGRESS 表示正在建立链接
    r = socket_connect(s, addr);
    // connect 链接中, linux 是 EINPROGRESS，winds 是 WSAEWOULDBLOCK
    if (r >= SBase || errno != EINPROGRESS) {
        socket_set_block(s);
        return r;
    }

    // 超时 timeout, 直接返回结果 EBase = -1 错误
    if (ms == ) {
        socket_set_block(s);
        return EBase;
    }

    FD_ZERO(&rset); FD_SET(s, &rset);
    FD_ZERO(&wset); FD_SET(s, &wset);
    FD_ZERO(&eset); FD_SET(s, &eset);
    to.tv_sec = ms / ;
    to.tv_usec = (ms % ) * ;
    n = select((int)s + , &rset, &wset, &eset, &to);
    // 超时直接滚
    if (n <= ) {
        socket_set_block(s);
        return EBase;
    }

    // 当连接成功时候,描述符会变成可写
    if (n ==  && FD_ISSET(s, &wset)){
        socket_set_block(s);
        return SBase;
    }

    // 当连接建立遇到错误时候, 描述符变为即可读又可写
    if (FD_ISSET(s, &eset) || n == ) {
        socklen_t len = sizeof n;
        // 只要最后没有 error 那就 链接成功
        if (!getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (char *)&n, &len) && !n)
            r = SBase;
    }
    socket_set_block(s);
    return r;
}

//
// socket_connectos - 返回链接后的非阻塞套接字
// host     : ip:port 串
// ms       : 链接过程中毫秒数
// return   : 返回链接后非阻塞套接字
//
socket_t
socket_connectos(const char * host, int ms) {
    sockaddr_t addr;
    socket_t s = socket_stream();
    if (INVALID_SOCKET == s) {
        RETURN(s, "socket_stream is error");
    }

    // 解析配置成功后尝试链接
    if (socket_host(host, addr) >= SBase)
        if (socket_connecto(s, addr, ms) >= SBase)
            return s;

    socket_close(s);
    RETURN(INVALID_SOCKET, "socket_connectos %s", host);
}

哪怕 winds, 设计思路也是仿照 linux socket 套路. 构建 socket 接口, 希望上面代码能说明什么是少林

拳法, 千锤百练.  后面 base struct system 代码量不少, 难一一说. 喜欢的可以后续抄袭一次. (我也是

抄袭别人而走入了编程的世界, 了解这分形的人生吧)

正文 -  风吹草动

　　通过引言和前言认识了 structc 是什么样项目, 项目构建, 代码风格等. 这里准备说一下设计 structc

项目初衷. 很久前写 C 代码, 发现数据结构确定后, 基本整个脉络就定下了. 所以想用 C 构建一个通用

简单的数据结构库. 所以有了这个项目.

　　扯一点, 了解 structc 项目后能够为怎样技能加点. 例如学完 struct 目录, 数据结构可以轻松结课.

抄完 system 操作系统可以结课. base 清楚后, 框架中间件设计也算入门了. 了解整体布局后, 实战中的

脚手架设计也不过如此. 但缺点也有, 见效慢. C 太老了, 想通过 C 看清编程源头, 不下时间是不现实的,

幸运的是最终收获 -> 哈哈 -> 怎么脱发又严重了 ....

比如 atom.h - https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/atom.h

#ifndef _H_ATOM
#define _H_ATOM

#include "atomic.h"

//
// atom_t 自旋锁类型
// [static] atom_t o = 0;
//   atom_lock(o);
//  - One Man RPG
// atom_unlock(o);
//
typedef volatile long atom_t;

// atom_acquire - 维护优化后读写代码不在其前
#define atom_acquire()      atomic_fence(ATOMIC_ACQUIRE)
// atom_release - 维护优化后读写代码不在其后
#define atom_release()      atomic_fence(ATOMIC_RELEASE)
// atom_seq_cst - 维护优化后读写代码前后不动
#define atom_seq_cst()      atomic_fence(ATOMIC_SEQ_CST)

#ifdef __GNUC__

#define atom_trylock(o)     (!__sync_lock_test_and_set(&(o), 1))

#define atom_lock(o)        while(__sync_lock_test_and_set(&(o), 1))

#define atom_unlock(o)      __sync_lock_release(&(o))

// 内存屏障, 维持代码顺序
#define atom_sync()         __sync_synchronize()

// v += a ; return v;
#define atom_add(v, a)      __sync_add_and_fetch(&(v), (a))
// type tmp = v ; v = a; return tmp;
#define atom_set(v, a)      __sync_lock_test_and_set(&(v), (a))
// v &= a; return v;
#define atom_and(v, a)      __sync_and_and_fetch(&(v), (a))
// return ++v;
#define atom_inc(v)         __sync_add_and_fetch(&(v), 1)
// return --v;
#define atom_dec(v)         __sync_sub_and_fetch(&(v), 1)
// bool b = v == c; b ? v=a : ; return b;
#define atom_cas(v, c, a)   __sync_bool_compare_and_swap(&(v), (c), (a))

#endif

#ifdef _MSC_VER

#include <intrin.h>
#include <intrin0.h>

/* Interlocked intrinsic mapping for _nf/_acq/_rel */
#if defined(_M_ARM) || defined(_M_ARM64)
#define _ACQUIRE(x) ATOMIC_CONCAT(x, _acq)
#else /* defined(_M_ARM) || defined(_M_ARM64) */
#define _ACQUIRE(x) x
#endif /* defined(_M_ARM) || defined(_M_ARM64) */

#define atom_trylock(o)     (!_ACQUIRE(_interlockedbittestandset)(&(o), 0))

#define atom_lock(o)        while(_ACQUIRE(_interlockedbittestandset)(&(o), 0))

inline void store_release(atom_t * x) {
    /* store _Value atomically with release memory order */
#if defined(_M_ARM) || defined(_M_ARM64)
    __dmb(0xB /* _ARM_BARRIER_ISH or _ARM64_BARRIER_ISH*/);
    __iso_volatile_store32((volatile int *)x, );
#else
    _ReadWriteBarrier();
    *x = ;
#endif
}

#define atom_unlock(o)      store_release(&(o))

// 保证代码优化后不乱序执行
#define atom_sync()         MemoryBarrier()

// v 和 a 都是 long 这样数据
#define atom_add(v, a)      InterlockedAdd((volatile LONG *)&(v), (LONG)(a))
#define atom_set(v, a)      InterlockedExchange((volatile LONG *)&(v), (LONG)(a))
#define atom_and(v, a)      InterlockedAnd((volatile LONG *)&(v), (LONG)(a))
#define atom_inc(v)         InterlockedIncrement((volatile LONG *)&(v))
#define atom_dec(v)         InterlockedDecrement((volatile LONG *)&(v))
//
// 对于 InterlockedCompareExchange(v, c, a) 等价于下面
// long tmp = v ; v == a ? v = c : ; return tmp;
//
// 咱们的 atom_cas(v, c, a) 等价于下面
// long tmp = v ; v == c ? v = a : ; return tmp;
//
#define atom_cas(v, c, a)   ((LONG)(c) == InterlockedCompareExchange((volatile LONG *)&(v), (LONG)(a), (LONG)(c)))

#endif

#endif//_H_ATOM

代码在改中变的有味道, 有态度. 当然更欢迎同行给予补充, 共同提高进步 ~

毕竟错误是难免的 : )　　

后记 - 江湖再会

金子陵 - https://music.163.com/#/song?id=376994