Linux非阻塞IO(三)非阻塞IO中缓冲区Buffer的实现
本文我们来实现回射服务器的Buffer。
Buffer的实现
上节提到了非阻塞IO必须具备Buffer。再次将Buffer的设计描述一下:
这里必须补充一点,writeIndex指向空闲空间的第一个位置。
这里有三个重要的不变式:
1. 0 <= readIndex <= writeIndex <= BUFFER_SIZE
2. writeIndex – readIndex 为可以从buffer读取的字节数
3. BUFFER_SIZE – writeIndex 为buffer还可以继续读取的字节数
还有一点,数据读取完毕之后,要重置下标为0
根据我设计的这个示意图,我利用结构体封装了一个Buffer,如下:
#ifndef BUFFER_H_
#define BUFFER_H_ #include <poll.h> #define BUFFER_SIZE 1024 typedef struct {
char buf_[BUFFER_SIZE];
int readIndex_; //读取数据
int writeIndex_; //写入数据
} buffer_t; void buffer_init(buffer_t *bt);
int buffer_is_readable(buffer_t *bt);
int buffer_is_writeable(buffer_t *bt);
int buffer_read(buffer_t *bt, int sockfd);
int buffer_write(buffer_t *bt, int sockfd); #define kReadEvent (POLLIN | POLLPRI)
#define kWriteEvent (POLLOUT | POLLWRBAND) #endif //BUFFER_H_
这里的buffer先采用固定长度,后期可以改为动态数组。
下面我们来实现Buffer的每个函数。
第一个是初始化,内存清零,下标都设置为0即可。
void buffer_init(buffer_t *bt)
{
memset(bt->buf_, 0, sizeof(bt->buf_));
bt->readIndex_ = 0;
bt->writeIndex_ = 0;
}
缓冲区是否可以读出数据,需要判断(writeIndex – readIndex)是否大于0
int buffer_is_readable(buffer_t *bt)
{
return bt->writeIndex_ > bt->readIndex_;
}
缓冲区是否可写,需要判断是否有空闲空间。
int buffer_is_writeable(buffer_t *bt)
{
return BUFFER_SIZE > bt->writeIndex_;
}
接下来是调用read函数,buffer从fd中读取数据,read的最后一个参数为buffer的剩余空间。
int buffer_read(buffer_t *bt, int sockfd)
{
int nread = read(sockfd, &bt->buf_[bt->writeIndex_], BUFFER_SIZE - bt->writeIndex_);
if(nread == -1)
{
if(errno != EWOULDBLOCK)
ERR_EXIT("read fd error");
return -1;
}
else
{
bt->writeIndex_ += nread;
return nread;
}
}
最后是输出操作,将buffer中的数据写入sockfd,write的最后一个参数为buffer现存的字节数。
int buffer_write(buffer_t *bt, int sockfd)
{
int nwriten = write(sockfd, &bt->buf_[bt->readIndex_], bt->writeIndex_ - bt->readIndex_);
if(nwriten == -1)
{
if(errno != EWOULDBLOCK)
ERR_EXIT("write fd error");
return -1;
}
else
{
bt->readIndex_ += nwriten;
if(bt->readIndex_ == bt->writeIndex_)
{
bt->readIndex_ = bt->writeIndex_ = 0;
}
return nwriten;
}
}
Buffer的实现完毕。
下文开始编写回射服务器的客户端。
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