关于 Poco::TCPServer框架 (windows 下使用的是 select模型) 学习笔记.

说明

为何要写这篇文章 ,之前看过阿二的梦想船的<Poco::TCPServer框架解析> http://www.cppblog.com/richbirdandy/archive/2010/09/10/123994.html

无奈代码太多,看起繁琐.所以 准备 以流程图简化,便于理解.也方便自己以后使用.

本文内容 是基于window api分析的.

本文的poco是1.4.6p4 (2014-04-18)版本的. 虽然现在poco版本是1.6 但调用改动不大.

poco下载地址:http://pocoproject.org/releases/

本文分析以 TimeServer.cpp 作为入口分析:

关于开始前的了解:

1,Inline 内联函数:可以参考:

http://blog.sina.com.cn/s/blog_90e888f50100zgo2.html

主要是提升执行效率.

2,类成员函数的 重载,重写,隐藏,

参考:

dazhong159 的<类成员函数的重载、重写、和覆盖区别>

http://blog.csdn.net/dazhong159/article/details/7844369

代码中大量使用,重写,隐藏.

3,select模型的原理:

引用

很幽默的讲解六种Socket I/O模型

http://blog.csdn.net/normalnotebook/article/details/999840

的内容:

for i:=0 to fd_read.fd_count-1 do //注意，fd_count <= 64，也就是说select只能同时管理最多64个连接

是同步操作.

老陈非常想看到女儿的信。以至于他每隔10分钟就下楼检查信箱，看是否有女儿的信~~~~~
在这种情况下，"下楼检查信箱"然后回到楼上耽误了老陈太多的时间，以至于老陈无法做其他工作。
select模型和老陈的这种情况非常相似：周而复始地去检查......如果有数据......接收/发送.......

.....
 MainSock := socket( AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP );
 addr.sin_family := AF_INET;
 addr.sin_port := htons();
 addr.sin_addr.S_addr := htonl(INADDR_ANY);
 bind( MainSock, @addr, sizeof(addr) );
 listen( MainSock,  );

 while (not Terminated) do
 begin
 FD_ZERO( fd_read );
 FD_SET( MainSock, fd_read );
 timeout.tv_sec := ;
 timeout.tv_usec := ;
 if select( , @fd_read, nil, nil, @timeout ) >  then //至少有1个等待Accept的connection
 begin
 if FD_ISSET( MainSock, fd_read ) then
 begin
 for i:= to fd_read.fd_count- do //注意，fd_count <= 64，也就是说select只能同时管理最多64个连接
 begin
 len := sizeof(addr);
 ASock := accept( MainSock, addr, len );
 if ASock <> INVALID_SOCKET then
 ....//为ASock创建一个新的线程，在新的线程中再不停地select
 end;
 end;
 end;
 end; //while (not self.Terminated)

 shutdown( MainSock, SD_BOTH );
 closesocket( MainSock );
 end;

所以,select模型,只能用于一般的小型连接....高并发是不行的.

4,

对构造函数初始化顺序的理解

C++构造函数按下列顺序被调用：
(1)任何虚拟基类的构造函数按照它们被继承的顺序构造；
(2)任何非虚拟基类的构造函数按照它们被继承的顺序构造；
(3)任何成员对象的构造函数按照它们声明的顺序调用；
(4)类自己的构造函数。

5,关于 FastMutex 互斥变量

bool NotificationQueue::empty() const
{
FastMutex::ScopedLock lock(_mutex);
return _nfQueue.empty();
}

在 empty() 执行完成后 调用 ~FastMutex::ScopedLock析构函数来释放.

window下是使用的临界区:

class Foundation_API MutexImpl
{
protected:
MutexImpl();
~MutexImpl();
void lockImpl();
bool tryLockImpl();
bool tryLockImpl(long milliseconds);
void unlockImpl();

private:
CRITICAL_SECTION _cs;//临界区
};

　　可以看见,windows 下环境使用的临界区.

6,关于线程:

window下使用

_thread = (HANDLE) _beginthreadex(NULL, _stackSize, ent, this, 0, &threadId);

执行线程的操作.

7,等待事件,连接请求的同步是使用的

WaitForSingleObject(这也是我的最爱)

通过SetEvent () ,ResetEvent() 来激活重置.

8,static_cast<>  reinterpret_cast<> dynamic_cast<> 的使用.

可参考:

http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2011/12/14/2288117.html

http://www.cnblogs.com/jerry19880126/archive/2012/08/14/2638192.html

像代码中:

void* pThread;

reinterpret_cast<ThreadImpl*>(pThread)->_pRunnableTarget->run();

//reinterpret_cas 这个转换是最“不安全”的，两个没有任何关系的类指针之间转换都可以用这个转换实现，举个例子

_threadId = static_cast<DWORD>(threadId);

//static_cast 用于基本的数据类型转换（char，int），及指针之间的转换

9,关于智能(灵巧)指针auto_ptr.

auto_ptr 简单点说,就是 保证创建的资源 在退出时能被free(无论有没有异常)

std::auto_ptr<TCPServerConnection> pConnection(_pConnectionFactory->createConnection(pCNf->socket()));

AutoPtr<Notification> pNf = _queue.waitDequeueNotification(idleTime);

可以直接 在<memory>中找到

template<class _Ty>
class auto_ptr
{ // wrap an object pointer to ensure destruction

可以参考:

More Effective C++中文版.pdf  7.4 Item M28：灵巧（smart）指针 章节(baidu 查到下载)

http://blog.chinaunix.net/uid-9525959-id-2001803.html

中的片段:

如何避免使用auto_ptr的缺陷

auto_ptr并不是完美无缺的，它的确很方便，但也有缺陷，在使用时要注意避免。首先，不要将auto_ptr对象作为STL容器的元素。C++标准明确禁止这样做，否则可能会碰到不可预见的结果。
    auto_ptr的另一个缺陷是将数组作为auto_ptr的参数：  
auto_ptr<char>  pstr (new char[12] ); //数组；为定义
 
    记住不管什么时候使用数组的new操作时，必须要用delete[]来摧毁数组。因为auto_ptr的析构函数只对非数组类型起作用。所以数组是不能被正确摧毁的话，程序的行为是不明确的。总之，auto_ptr控制一个由new分配的单对象指针，仅此而已。

不过C++ 11标准中解决了这问题:

unique_ptr

smart pointer with unique object ownership semantics

只能有一个主人的指针，可以用于STL容器

shared_ptr

smart pointer with shared object ownership semantics

可共享的指针

weak_ptr

weak reference to an object managed by std::shared_ptr

弱引用指针

auto_ptr

smart pointer with strict object ownership semantics

只能有一个主人的指针，不能用于STL容器

走远了,想深入(不要想多了-_- ),请baidu...

看完上面之些,发现是不是觉得 各种知识又巩固了.

所以还是要看开源代码,之前公司整死不用开源的...哎...

开始

代码中主要使用类的关系

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主要的几个类:

1,TCPServer 主服务,负责 调用select 模型,来处理 连接消息的变化.

2,PooledThread 是线程池.当被激活时,调用 TCPServerDispatcher::run() 来处理收到包后的具体请求.而 TCPServerDispatcher::run()  中调用

　　　　TimeServerConnection.run().  TimeServerConnection.run()通过子类隐藏 来实现 程序员 自定义 功能.  不得不说写POCO的大牛利害.

3,TCPServerDispatcher,派遣管理者(先这么叫吧). 接收消息变化,放入队列.管理 连接数.

当放入队列时,会激活  PooledThread 中的事件 .

PooledThread 又反过来 激活 TCPServerDispatcher::run() [姑且叫 有条件时相互激活吧 ]

4,TCPServerConnection.实现具体行为,通过继承由子类的 run() 来自定义实现 功能.

5,TCPServerConnectionFactory 负责创建和管理 TCPServerConnection.

6,TCPServerParams 这个参数管理 ,就不说了.你懂的.

7,NotificationQueue 把 连接 放入队列.进行管理.

看完主要几个类的介绍,其它流程都应该懂大概了.

流程图:

由于图太长的关系多,

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先看看 PooledThread 的流程吧

再看下TCPServer 主宰的流程
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windows 下的select的确性能不太行,而linux 版本是用的epoll.

epoll相对select 要高效点.可参考:http://blog.csdn.net/legion8169/article/details/1637154

但poco tcpserver 中是有线程池操作的,所以说来效率不会太低.

先到这儿,还没有写完.

我们可以改变什么:

    ThreadPool(int minCapacity = ,
        int maxCapacity = ,
        int idleTime = ,
        int stackSize = POCO_THREAD_STACK_SIZE);
        /// Creates a thread pool with minCapacity threads.
        /// If required, up to maxCapacity threads are created
        /// a NoThreadAvailableException exception is thrown.
        /// If a thread is running idle for more than idleTime seconds,
        /// and more than minCapacity threads are running, the thread
        /// is killed. Threads are created with given stack size.

增加线程池中线程数(费话!),来加快select 中处理.

在中等程序中,增加  TCPSelect Manage进程,  来负责与多个  TcpServer 的进程通信.

即再增加一个管理者(中间键,或activemq之类),来加强并发能力,

或者直接使用linux 环境 ,即用了epoll 来实现高效性.

个人愚见,可能有些没写明白.还望高手指点.

谢谢.