asio kcp代码走读

（1）kcp_client_wrap类

a 提供方法接口如下：
  1. 	send_msg
  2. 		kcp_client_.send_msg(msg);
  3. 	stop //等待工作线程退出
  4. 	set_event_callback
  6. 	connect //main函数中调用connect进行kcp client的初始化
  7. 		kcp_client_.connect_async
  8. 		do_asio_kcp_connect_loop	
  10. 	connect_async
  11. 	connect_result
b 包含的私有方法：
  1. start_workthread
  2. client_event_callback_func
  3. handle_client_event_callback
  5. do_asio_kcp_connect_loop
  6. 	while(){kcp_client_.update();} //主线程中kcp的tick
  8. workthread_loop //工作线程入口函数
  10. do_workthread_loop
  11. 	while(){kcp_client_.update();} //工作线程中kcp的tick，kcp update时间间隔是KCP_UPDATE_INTERVAL 5ms
c 封装的成员变量有：
  1. kcp_client kcp_client_;
  2. 相关状态变量
d kcp client创建实例：
  1. asio_kcp::kcp_client_wrap net;
  2. Client client;
  3. net.set_event_callback(Client::client_event_callback, (void*)(&client));
  5. int ret = net.connect(0, "127.0.0.1", 32323);
  6. asio_kcp::millisecond_sleep(10);
  8. net.send_msg(std::string("1234567890"));
  9. asio_kcp::millisecond_sleep(510);

（2）kcp_client类

a 提供方法接口如下：
  1. connect_async
  2. 	init_udp_connect
  3. 	//设置udp连接的状态，in_connect_stage_置为true，获得当前时间作为connect_start_time_
  5. send_msg //主线程调用此函数将待发送消息push到发送队列中，供工作线程使用
  6. 	send_msg_queue_.push(msg);
  8. update
  9. 	do_asio_kcp_connect //向udp server发送“标志连接”的消息，并请求udp server端分配kcp conv
  11. 	//若udp连接成功 （connect_succeed_字段为true，当client的kcp初始化完成）
  12. 	do_send_msg_in_queue //一次全部取出发送队列中的消息，并调用ikcp_send，交给kcp模块进行处理
  13. 		while(){ikcp_send();}
  15. 	do_recv_udp_packet_in_loop
  16. 		recv
  17. 		handle_udp_packet
  18. 			is_disconnect_packet //是否断连消息
  19. 			ikcp_input //交给kcp将收到的udp消息由kcp消息格式转化为应用层消息格式
  20. 			while(1){recv_udp_package_from_kcp();}//
  21. 				//recv_udp_package_from_kcp()的内容：
  22. 				ikcp_recv //利用ikcp_recv获取经kcp解析（去掉头）后的应用层消息
  24. 	ikcp_update
  25. 		//距上次ts_flush超过一定阈值，则调用ikcp_flush，并更新kcp->ts_flush
  26. 		ikcp_flush //利用ikcp_output调用注册的回调函数将各类kcp消息(ack/数据/请求窗口/告知窗口)发送给udp server
b 包含的私有方法：
  1. init_udp_connect
  2. 	//servaddr_内容填充，udp服务端ip、监听端口号、
  3. 	socket  //SOCK_DGRAM，建立udp socket，设置为非阻塞模式
  4. 	bind	//填充struct sockaddr_in bind_addr，利用bind绑定本地端口号
  5. 	connect(udp_socket_, &servaddr_,...) //
  7. connect_timeout //kcp重连时间间隔 500ms
  8. need_send_connect_packet
  9. do_asio_kcp_connect
  10. 	do_send_connect_packet
  11. 	try_recv_connect_back_packet //
  13. udp_output //静态方法,在kcp模块中被调用，下面方法所属的应用层类实例指针为kcp_client*
  14. 	((kcp_client*)user)->send_udp_package(buf, len); //
  15. 		send//利用应用层创建的udp网络连接将kcp封装后的udp消息发送出去
  17. send_udp_package
  18. 	send//利用应用层创建的udp网络连接将kcp封装后的udp消息发送出去
  20. do_send_connect_packet
  21. 	making_connect_packet //udp client向udp server发送特定“标志连接”的消息，用于udp服务端记录udp client信息
  22. 		send
  23. do_recv_udp_packet_in_loop
  25. do_send_msg_in_queue
  27. handle_udp_packet
  29. try_recv_connect_back_packet
  30. 	recv //等待接收“send_back_conv_packet”，消息体内容："asio_kcp_connect_back_package get_conv:"
  31. 	grab_conv_from_send_back_conv_packet //从udp服务端接收到上面消息后，解析出消息中包含的conv字段值(udp server分配)
  32. 	init_kcp(conv);//利用服务端发来的conv来初始化client端的kcp
  33. 	//状态置位，in_connect_stage_置为false，connect_succeed_置为true
  35. init_kcp
  36. 	p_kcp_ = ikcp_create(conv, (void*)this); //创建kcp对象，并将应用层的上下文信息指针传递给kcp模块
  37. 	//注册应用层的udp发送消息的回调kcp_client::udp_output
  38. 	ikcp_nodelay(p_kcp_, 1, 2, 1, 1);//为kcp设置特定模式
c 封装的成员变量有：
  1. in_connect_stage_; //udp连接状态
  3. threadsafe_queue_mutex<std::string> send_msg_queue_;//线程安全的发送队列，主线程生产，工作线程消费
  4. int udp_port_bind_;//本地udp端口号
  5. std::string server_ip_;//udp服务器ip
  6. int server_port_;//udp服务器监听端口号
  7. int udp_socket_;//fd
  8. char udp_data_[1024 * 4];//缓存区
  10. ikcpcb* p_kcp_;//本client对应的kcp信息

（3）client_with_asio类，继承自: private boost::noncopyable基类 =========使用asio库的示例

a 提供方法接口如下：
b 包含的私有方法：
c 封装的成员变量有：
  1. asio_kcp::kcp_client kcp_client_;
  2. //几个定时器
  3. boost::asio::deadline_timer client_timer_;
  4. boost::asio::deadline_timer client_timer_send_msg_;
  6. //几个整数vector （包含接收包的间隔的vector）

总结：udp客户端的逻辑

整体，udp连接的建立过程，和，kcp的初始化和创建过程：

1 udp client的主线程

  1. connect //main函数中调用connect进行kcp client的初始化
  3. 	kcp_client_.connect_async
  5. 		init_udp_connect
  6. 			//servaddr_内容填充，udp服务端ip、监听端口号、
  7. 			socket  //SOCK_DGRAM，建立udp socket，设置为非阻塞模式
  8. 			bind	//填充struct sockaddr_in bind_addr，利用bind绑定本地端口号
  9. 			connect(udp_socket_, &servaddr_,...) //
  11. 		//设置udp连接的状态，in_connect_stage_置为true，获得当前时间作为connect_start_time_
  13. 	do_asio_kcp_connect_loop
  14. 		while(){kcp_client_.update();} //主线程中kcp的tick
  15. 			//kcp_client_.update()执行的操作
  17. 			do_asio_kcp_connect //向udp server发送“标志连接”的消息，并请求udp server端分配kcp conv
  19. 			//若udp连接成功 （connect_succeed_字段为true，当client的kcp初始化完成）
  20. 			do_send_msg_in_queue //一次全部取出发送队列中的消息，并调用ikcp_send，交给kcp模块进行处理
  21. 				while(){ikcp_send();}
  23. 			do_recv_udp_packet_in_loop
  24. 				recv
  25. 				handle_udp_packet
  26. 					is_disconnect_packet //是否断连消息
  27. 					ikcp_input //交给kcp将收到的udp消息由kcp消息格式转化为应用层消息格式
  28. 					while(1){recv_udp_package_from_kcp();}//
  29. 						//recv_udp_package_from_kcp()的内容：
  30. 						ikcp_recv //利用ikcp_recv获取经kcp解析（去掉头）后的应用层消息
  32. 						//while中调用recv_udp_package_from_kcp后，又调用下面函数
  33. 						(*pevent_func_)(p_kcp_->conv, eRcvMsg, msg, event_callback_var_); //pevent_func_在set_event_callback()中被注册，
  34. 						//这里的示例是Client::client_event_callback（上层业务处理函数，传入的参数列表是：{kcp conv,udp消息类型eEventType类型,消息内容，event_func_var_(上层注册时传递的指针)}）
  35. 						//eEventType在udp client定义在kcp_client.hpp中
  37. 			ikcp_update
  38. 				//距上次ts_flush超过一定阈值，则调用ikcp_flush，并更新kcp->ts_flush
  39. 				ikcp_flush //利用ikcp_output调用注册的回调函数将各类kcp消息(ack/数据/请求窗口/告知窗口)发送给udp server
  41. 	start_workthread //创建工作线程

2 udp client的主线程

  1. workthread_loop
  2. 	do_workthread_loop
  3. 		while(){kcp_client_.update();} //工作线程中kcp的tick，kcp update时间间隔是KCP_UPDATE_INTERVAL 5ms

3 udp_output //静态方法,在kcp模块中被调用，下面方法所属的应用层类实例指针为kcp_client*

  1. 	((kcp_client*)user)->send_udp_package(buf, len); //
  2. 		send//利用应用层创建的udp网络连接将kcp封装后的udp消息发送出去

udp服务端

（1）connection_manager类，udp server管理多个udp client的管理类，继承自private boost::noncopyable, public std::enable_shared_from_this<connection_manager>这两个基类，

a 提供方法接口如下：
  1. connection_manager //构造函数，在udp server的main函数中系统初始化时进行调用
  3. 	hook_udp_async_receive //为udp server对应的监听udp socket创建回调connection_manager::handle_udp_receive_from(利用boost::bind进行绑定)，和udp接收缓存区，以及udp网元信息udp_remote_endpoint_
  4. 	//udp_socket_用boost::asio::io_service io_service, udp::endpoint(boost::asio::ip::address::from_string(address), udp_port)实参进行初始化
  5. 	hook_kcp_timer //创建kcp定时器kcp_timer_
  7. stop_all //断开所有udp client的连接
  8. force_disconnect
  9. 	call_event_callback_func //调用该函数，将特定消息："server force disconnect"传递给上层注册的回掉函数event_callback_
  10. 	connections_.remove_connection //断开
  12. set_callback //将来自应用层上层的业务回调函数保存在该类的event_callback_成员变量中
  14. send_msg //从connections_中根据kcp conv找到对应udp client的连接指针的智能指针管理类connection_ptr，并调用send_kcp_msg
  15. 	connections_.find_by_conv
  16. 	connection::send_kcp_msg
  17. 		ikcp_send //调用kcp接口将应用层消息传递给kcp模块，交给kcp模块进行kcp头的封装和其他处理
  19. call_event_callback_func
  21. send_udp_packet
  23. get_cur_clock
b 包含的私有方法：
  1. handle_udp_receive_from
  2. 	is_connect_packet //调用公共库中函数判断是否连接包，消息内容是："asio_kcp_connect_package get_conv"
  3. 	handle_connect_packet //若是连接包，则调用该函数，
  4. 		udp_socket_.send_to //向udp client发送连接包的响应消息："asio_kcp_connect_back_package get_conv: %kcp conv" 
  6. 		connections_.add_new_connection //并在此时，将udp client的网元信息保存在udp server中
  8. 	handle_kcp_packet //其他非连接包的udp client发来的包的处理
  9. 		ikcp_get_conv //从应用层收到的udp消息中解析出kcp conv
  10. 		connections_.find_by_conv //利用conv找到udp client的网元连接信息
  12. 		connection::input//获取当前时间戳，更新last_packet_recv_time_，并更新udp client的网元信息udp_remote_endpoint_；并调用kcp接口将应用层接收到的udp消息，交给kcp模块处理，
  14. 			ikcp_input  //交给kcp将收到的udp消息由kcp消息格式转化为应用层消息格式
  16. 			//调用ikcp_recv从kcp模块获取解析后的应用层消息，并进行相关处理
  17. 			ikcp_recv
  19. hook_udp_async_receive
  21. handle_kcp_time //该函数是kcp定时器kcp_timer_的超时回调，每隔5ms调用一次
  22. 	hook_kcp_timer
  23. 	connections_.update_all_kcp(cur_clock_); //更新所有udp client的kcp tick
  25. hook_kcp_timer //设置kcp定时器的超时时间5ms和异步回调函数connection_manager::handle_kcp_time
  27. handle_connect_packet
  29. handle_kcp_packet
c 封装的成员变量有：
  1. stopped_ //udp server正常工作的标志，bool类型
  2. std::function<event_callback_t> event_callback_; //应用层回调
  4. udp::endpoint udp_remote_endpoint_;  //udp server测的udp连接的网元信息
  5. udp::socket udp_socket_; //udp server测的udp socket信息
  7. char udp_data_[1024 * 32];//udp server测的udp应用层接收缓存区，udp_packet_max_length = 1080（(576-8-20 - 8) * 2）
  9. connection_container connections_; //包含了各个udp client的kcp、udp连接网元等信息

(2)connection_container类，继承自private boost::noncopyable

a 提供方法接口如下：
  1. get_new_conv //udp server为多个udp client分配全局唯一kcp conv，从1000递增一个static全局变量
  3. update_all_kcp//遍历多个udp client的map，对每个调用下面函数
  4. 	connection_manager::update_kcp
  5. 		ikcp_update
  6. 			//距上次ts_flush超过一定阈值，则调用ikcp_flush，并更新kcp->ts_flush
  7. 			ikcp_flush //利用ikcp_output调用注册的回调函数将各类kcp消息(ack/数据/请求窗口/告知窗口)发送给udp server
  9. 	connection_manager::do_timeout //超时后将该udp client从map中删掉
  11. add_new_connection //利用传入的kcp conv和udp client信息udp::endpoint udp_sender_endpoint来本地维护多个udp client的信息
  12. 	connection::create //传入connection_manager指针manager_ptr、kcp conv、udp_sender_endpoint，将manager_ptr维护在智能指针中
  13. 		connection::init_kcp
  14. 		connection::set_udp_remote_endpoint
b 包含的私有方法：
c 封装的成员变量有：
  1. std::unordered_map<kcp_conv_t, connection::shared_ptr> connections_; //每个kcp标志(conv)和每个udp client连接之间的哈希map

（3）connection类，udp server用于管理每一个udp client的信息，继承自private boost::noncopyable

a 提供方法接口如下：
  1. is_timeout
  2. do_timeout
  4. udp_output //kcp直接调用的应用层注册的回调
  5. 	((connection*)user)->send_udp_package(buf, len);
  7. send_kcp_msg
  8. 	ikcp_send //调用kcp接口将应用层消息传递给kcp模块，交给kcp模块进行kcp头的封装和其他处理
  10. input //获取当前时间戳，更新last_packet_recv_time_，并更新udp client的网元信息udp_remote_endpoint_；并调用kcp接口将应用层接收到的udp消息，交给kcp模块处理，
  11. 	ikcp_input 
  13. 	//调用ikcp_recv从kcp模块获取解析后的应用层消息，并进行相关处理
  14. 	ikcp_recv
  16. update_kcp
  17. 	ikcp_update
b 包含的私有方法：
  1. init_kcp //同udp client的init_kcp的实现
  2. 	ikcp_create
  3. 	//注册的回调函数是connection::udp_output
  4. 	ikcp_nodelay(p_kcp_, 1, 5, 1, 1);
  6. udp_output
  7. send_udp_package
  8. 	connection_manager.send_udp_packet
  10. get_cur_clock
  11. get_timeout_time
c 封装的成员变量有：
  1. std::weak_ptr<connection_manager> connection_manager_weak_ptr_;
  2. kcp_conv_t conv_; //本udp连接的标志：kcp conv
  3. ikcpcb* p_kcp_;
  4. udp::endpoint udp_remote_endpoint_; //udp client的网元信息
  5. uint32_t last_packet_recv_time_; //上次从udp client收到包的时间戳

（4）server类

a 提供方法接口如下：
  1. server //构造函数，
  2. //添加各个信号SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT到signals_，并注册信号处理的回调函数server::handle_stop
  3. //注册应用层的正常事件回调server::event_callback
  4. 	connection_manager::set_callback //将来自应用层上层的业务回调函数server::event_callback保存在该类的event_callback_成员变量中
  6. run
  7. 	io_service_.run();//阻塞，直到所有的异步操作完成，
b 包含的私有方法：
  1. handle_stop
  2. event_callback //被调用的地方：connection_manager::call_event_callback_func
  3. 	//若消息类型是kcp_svr::eRcvMsg，则调用下面函数
  4. 	kcp_server_.send_msg(conv, msg);
  5. 		connection_manager::send_msg //从connections_中根据kcp conv找到对应udp client的连接指针的智能指针管理类connection_ptr，并调用send_kcp_msg
  6. 			connections_.find_by_conv
  7. 			connection::send_kcp_msg
  8. 				ikcp_send //调用kcp接口将应用层消息传递给kcp模块，交给kcp模块进行kcp头的封装和其他处理
  9. hook_test_timer
  10. handle_test_timer
  11. test_force_disconnect
c 封装的成员变量有：

boost::asio::io_service io_service_; //用作执行异步操作

boost::asio::signal_set signals_;//用于注册各种进程终止通知函数

bool stopped_;

kcp_svr::server kcp_server_; //管理了各个udp client连接信息的udp+kcp管理类

boost::asio::deadline_timer test_timer_;

udp server端的示例main函数

  1. main
  3.  server s(argv[1], argv[2]); //初始化udp server,构造函数，
  4. 	//添加各个信号SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT到signals_，并注册信号处理的回调函数server::handle_stop
  5. 	//注册应用层的正常事件回调server::event_callback
  7. 	new connection_manager //调用构造函数connection_manager，在udp server的main函数中系统初始化时进行调用
  9. 		hook_udp_async_receive //为udp server对应的监听udp socket创建回调connection_manager::handle_udp_receive_from(利用boost::bind进行绑定)，和udp接收缓存区，以及udp网元信息udp_remote_endpoint_
  10. 		//udp_socket_用boost::asio::io_service io_service, udp::endpoint(boost::asio::ip::address::from_string(address), udp_port)实参进行初始化
  11. 		hook_kcp_timer //创建kcp定时器kcp_timer_
  13. 	connection_manager::set_callback //将来自应用层上层的业务回调函数server::event_callback保存在该类的event_callback_成员变量中
  14. 		event_callback_=//保存在本地
  16.  s.run();
  18. 	handle_udp_receive_from //当udp server socket收到消息时触发调用，从接收包中解析出kcp conv，进而判断是属于哪个udp client的消息
  20. 		is_connect_packet //调用公共库中函数判断是否连接包，消息内容是："asio_kcp_connect_package get_conv"
  21. 		handle_connect_packet //若是连接包，则调用该函数，
  22. 			udp_socket_.send_to //向udp client发送连接包的响应消息："asio_kcp_connect_back_package get_conv: %kcp conv" 
  24. 			connections_.add_new_connection //并在此时，将udp client的网元信息保存在udp server中
  26. 		handle_kcp_packet //其他非连接包的udp client发来的包的处理
  27. 			ikcp_get_conv //从应用层收到的udp消息中解析出kcp conv
  28. 			connections_.find_by_conv //利用conv找到udp client的网元连接信息
  30. 			connection::input//获取当前时间戳，更新last_packet_recv_time_，并更新udp client的网元信息udp_remote_endpoint_；并调用kcp接口将应用层接收到的udp消息，交给kcp模块处理，
  32. 				ikcp_input  //交给kcp将收到的udp消息由kcp消息格式转化为应用层消息格式
  34. 				//调用ikcp_recv从kcp模块获取解析后的应用层消息，并进行相关处理
  35. 				ikcp_recv
  37. 				connection_manager::call_event_callback_func //调用上层业务注册的回调,这里的示例是，
  38. 					event_callback_ //被调用的地方：connection_manager::call_event_callback_func
  40. 						//若消息类型是kcp_svr::eRcvMsg，则调用下面函数
  41. 						kcp_server_.send_msg(conv, msg);
  42. 							connection_manager::send_msg //从connections_中根据kcp conv找到对应udp client的连接指针的智能指针管理类connection_ptr，并调用send_kcp_msg
  43. 								connections_.find_by_conv
  44. 								connection::send_kcp_msg
  45. 									ikcp_send //调用kcp接口将应用层消息传递给kcp模块，交给kcp模块进行kcp头的封装和其他处理

在udp client和udp server之间的几种不同udp消息类型：

  1. 服务端定义在kcp_typedef.hpp中 /server_lib/
  2.     enum eEventType
  3.     {
  4.         eConnect,
  5.         eDisconnect,
  6.         eRcvMsg,
  7.         eLagNotify,
  9.         eCountOfEventType
  10.     };

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