TeamTalk源码分析（四） —— 服务器端db_proxy_server源码分析
从这篇文章开始，我将详细地分析TeamTalk服务器端每一个服务的源码和架构设计。这篇从db_proxy_server开始：
db_proxy_server是TeamTalk服务器端最后端的程序，它连接着关系型数据库mysql和nosql内存数据库redis。其位置在整个服务架构中如图所示：
我们从db_proxy_server的main()函数开始，main()函数其实就是做了以下初始化工作，我整理成如下伪码：
int main()
{
//1. 初始化redis连接
//2. 初始化mysql连接
//3. 启动任务队列，用于处理任务
//4. 启动从mysql同步数据到redis工作
//5. 在端口10600上启动侦听，监听新连接
//6. 主线程进入循环，监听新连接的到来以及出来新连接上的数据收发
}
下面，我们将一一介绍以上步骤。
一、初始化redis连接
CacheManager* pCacheManager = CacheManager::getInstance();
CacheManager* CacheManager::getInstance()
{
if (!s_cache_manager) {
s_cache_manager = new CacheManager();
if (s_cache_manager->Init()) {
delete s_cache_manager;
s_cache_manager = NULL;
}
}
return s_cache_manager;
}
int CacheManager::Init()
{
CConfigFileReader config_file("dbproxyserver.conf");
//CacheInstances=unread,group_set,token,sync,group_member
char* cache_instances = config_file.GetConfigName("CacheInstances");
if (!cache_instances) {
log("not configure CacheIntance");
return 1;
}
char host[64];
char port[64];
char db[64];
char maxconncnt[64];
CStrExplode instances_name(cache_instances, ',');
for (uint32_t i = 0; i < instances_name.GetItemCnt(); i++) {
char* pool_name = instances_name.GetItem(i);
//printf("%s", pool_name);
snprintf(host, 64, "%s_host", pool_name);
snprintf(port, 64, "%s_port", pool_name);
snprintf(db, 64, "%s_db", pool_name);
snprintf(maxconncnt, 64, "%s_maxconncnt", pool_name);
char* cache_host = config_file.GetConfigName(host);
char* str_cache_port = config_file.GetConfigName(port);
char* str_cache_db = config_file.GetConfigName(db);
char* str_max_conn_cnt = config_file.GetConfigName(maxconncnt);
if (!cache_host || !str_cache_port || !str_cache_db || !str_max_conn_cnt) {
log("not configure cache instance: %s", pool_name);
return 2;
}
CachePool* pCachePool = new CachePool(pool_name, cache_host, atoi(str_cache_port),
atoi(str_cache_db), atoi(str_max_conn_cnt));
if (pCachePool->Init()) {
log("Init cache pool failed");
return 3;
}
m_cache_pool_map.insert(make_pair(pool_name, pCachePool));
}
return 0;
}
在pCachePool->Init()中是实际连接redis的动作：
int CachePool::Init()
{
for (int i = 0; i < m_cur_conn_cnt; i++) {
CacheConn* pConn = new CacheConn(this);
if (pConn->Init()) {
delete pConn;
return 1;
}
m_free_list.push_back(pConn);
}
log("cache pool: %s, list size: %lu", m_pool_name.c_str(), m_free_list.size());
return 0;
}
pConn->Init()调用如下：
int CacheConn::Init()
{
if (m_pContext) {
return 0;
}
// 4s 尝试重连一次
uint64_t cur_time = (uint64_t)time(NULL);
if (cur_time < m_last_connect_time + 4) {
return 1;
}
m_last_connect_time = cur_time;
// 200ms超时
struct timeval timeout = {0, 200000};
m_pContext = redisConnectWithTimeout(m_pCachePool->GetServerIP(), m_pCachePool->GetServerPort(), timeout);
if (!m_pContext || m_pContext->err) {
if (m_pContext) {
log("redisConnect failed: %s", m_pContext->errstr);
redisFree(m_pContext);
m_pContext = NULL;
} else {
log("redisConnect failed");
}
return 1;
}
redisReply* reply = (redisReply *)redisCommand(m_pContext, "SELECT %d", m_pCachePool->GetDBNum());
if (reply && (reply->type == REDIS_REPLY_STATUS) && (strncmp(reply->str, "OK", 2) == 0)) {
freeReplyObject(reply);
return 0;
} else {
log("select cache db failed");
return 2;
}
}
层级关系是这样的：
CacheManager的成员变量m_cache_pool_map存储了配置文件配置的redis缓存池，这是一个map对象，key是缓存池的名字，value是缓存池CachePool对象的指针。
map m_cache_pool_map; dbproxyserver.conf目前配置了如下几个redis缓存池：
CacheInstances=unread,group_set,token,sync,group_member
每一个缓存池对象CachePool的成员变量m_free_list中存储着若干个与redis的连接对象，具体是多少个，根据配置文件来配置。m_free_list定义：
list m_free_list;
这些与redis连接对象后面会介绍在何处使用。
二、初始化mysql连接
CDBManager* pDBManager = CDBManager::getInstance();
CDBManager* CDBManager::getInstance()
{
if (!s_db_manager)
{
s_db_manager = new CDBManager();
if (s_db_manager->Init()) {
delete s_db_manager;
s_db_manager = NULL;
}
}
return s_db_manager;
}
int CDBManager::Init()
{
CConfigFileReader config_file("dbproxyserver.conf");
//DBInstances=teamtalk_master,teamtalk_slave
char* db_instances = config_file.GetConfigName("DBInstances");
if (!db_instances) {
log("not configure DBInstances");
return 1;
}
char host[64];
char port[64];
char dbname[64];
char username[64];
char password[64];
char maxconncnt[64];
CStrExplode instances_name(db_instances, ',');
for (uint32_t i = 0; i < instances_name.GetItemCnt(); i++) {
char* pool_name = instances_name.GetItem(i);
snprintf(host, 64, "%s_host", pool_name);
snprintf(port, 64, "%s_port", pool_name);
snprintf(dbname, 64, "%s_dbname", pool_name);
snprintf(username, 64, "%s_username", pool_name);
snprintf(password, 64, "%s_password", pool_name);
snprintf(maxconncnt, 64, "%s_maxconncnt", pool_name);
char* db_host = config_file.GetConfigName(host);
char* str_db_port = config_file.GetConfigName(port);
char* db_dbname = config_file.GetConfigName(dbname);
char* db_username = config_file.GetConfigName(username);
char* db_password = config_file.GetConfigName(password);
char* str_maxconncnt = config_file.GetConfigName(maxconncnt);
if (!db_host || !str_db_port || !db_dbname || !db_username || !db_password || !str_maxconncnt) {
log("not configure db instance: %s", pool_name);
return 2;
}
int db_port = atoi(str_db_port);
int db_maxconncnt = atoi(str_maxconncnt);
CDBPool* pDBPool = new CDBPool(pool_name, db_host, db_port, db_username, db_password, db_dbname, db_maxconncnt);
if (pDBPool->Init())
{
log("init db instance failed: %s", pool_name);
return 3;
}
m_dbpool_map.insert(make_pair(pool_name, pDBPool));
}
return 0;
}
同理pDBPool->Init()中是实际连接mysql代码：
int CDBPool::Init()
{
for (int i = 0; i < m_db_cur_conn_cnt; i++) {
CDBConn* pDBConn = new CDBConn(this);
int ret = pDBConn->Init();
if (ret) {
delete pDBConn;
return ret;
}
m_free_list.push_back(pDBConn);
}
log("db pool: %s, size: %d", m_pool_name.c_str(), (int)m_free_list.size());
return 0;
}
int CDBConn::Init()
{
m_mysql = mysql_init(NULL);
if (!m_mysql) {
log("mysql_init failed");
return 1;
}
my_bool reconnect = true;
mysql_options(m_mysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &reconnect);
mysql_options(m_mysql, MYSQL_SET_CHARSET_NAME, "utf8mb4");
if (!mysql_real_connect(m_mysql, m_pDBPool->GetDBServerIP(), m_pDBPool->GetUsername(), ""/*m_pDBPool->GetPasswrod()*/,
m_pDBPool->GetDBName(), m_pDBPool->GetDBServerPort(), NULL, 0)) {
log("mysql_real_connect failed: %s", mysql_error(m_mysql));
return 2;
}
return 0;
}
与redis连接对象类似，CDBManager的成员对象m_dbpool_map存储了mysql连接池，这也是一个stl map，key是池子的名字，value是连接池的对象CDBPool指针。配置文件中总共配置了名称为主从两个mysql连接池。
DBInstances=teamtalk_master,teamtalk_slave
连接池对象CDBPool用一个成员变量存储自己的若干个mysql连接：
list m_free_list; //实际保存mysql连接的容器 具体每个连接池有多少个mysql连接，根据配置文件得到，这里主从两个库都是16个。
这些mysql连接的用途后面介绍。
三、启动任务队列，用于处理任务
初始化一：创建线程处理任务队列中的任务
init_proxy_conn(thread_num);
int init_proxy_conn(uint32_t thread_num)
{
s_handler_map = CHandlerMap::getInstance();
g_thread_pool.Init(thread_num);
netlib_add_loop(proxy_loop_callback, NULL);
signal(SIGTERM, sig_handler);
return netlib_register_timer(proxy_timer_callback, NULL, 1000);
}
线程数量根据配置文件得到。g_thread_pool.Init(thread_num)中实际创建处理任务的线程。
int CThreadPool::Init(uint32_t worker_size)
{
m_worker_size = worker_size;
m_worker_list = new CWorkerThread [m_worker_size];
if (!m_worker_list) {
return 1;
}
for (uint32_t i = 0; i < m_worker_size; i++) {
m_worker_list[i].SetThreadIdx(i);
m_worker_list[i].Start();
}
return 0;
}
void CWorkerThread::Start()
{
(void)pthread_create(&m_thread_id, NULL, StartRoutine, this);
}
线程函数调用序列如下：
void* CWorkerThread::StartRoutine(void* arg)
{
CWorkerThread* pThread = (CWorkerThread*)arg;
pThread->Execute();
return NULL;
}
void CWorkerThread::Execute()
{
while (true) {
m_thread_notify.Lock();
// put wait in while cause there can be spurious wake up (due to signal/ENITR)
while (m_task_list.empty()) {
m_thread_notify.Wait();
}
CTask* pTask = m_task_list.front();
m_task_list.pop_front();
m_thread_notify.Unlock();
pTask->run();
delete pTask;
m_task_cnt++;
//log("%d have the execute %d task\n", m_thread_idx, m_task_cnt);
}
}
可以看到工作线程一直在等待一个条件变量，当向任务队列中添加任务时，条件变量被唤醒：
void CWorkerThread::PushTask(CTask* pTask)
{
m_thread_notify.Lock();
m_task_list.push_back(pTask);
m_thread_notify.Signal();
m_thread_notify.Unlock();
}
任务队列的用途，下文会介绍。
初始化二：将各个任务id与对应的处理函数绑定起来：
s_handler_map = CHandlerMap::getInstance();
CHandlerMap* CHandlerMap::getInstance()
{
if (!s_handler_instance) {
s_handler_instance = new CHandlerMap();
s_handler_instance->Init();
}
return s_handler_instance;
}
void CHandlerMap::Init()
{
//DB_PROXY是命名空间，不是类名
// Login validate
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_VALIDATE_REQ), DB_PROXY::doLogin));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_PUSH_SHIELD), DB_PROXY::doPushShield));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_QUERY_PUSH_SHIELD), DB_PROXY::doQueryPushShield));
// recent session
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_RECENT_CONTACT_SESSION_REQUEST), DB_PROXY::getRecentSession));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_REMOVE_SESSION_REQ), DB_PROXY::deleteRecentSession));
// users
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_USER_INFO_REQUEST), DB_PROXY::getUserInfo));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_ALL_USER_REQUEST), DB_PROXY::getChangedUser));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_DEPARTMENT_REQUEST), DB_PROXY::getChgedDepart));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_CHANGE_SIGN_INFO_REQUEST), DB_PROXY::changeUserSignInfo));
// message content
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_DATA), DB_PROXY::sendMessage));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_LIST_REQUEST), DB_PROXY::getMessage));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_UNREAD_CNT_REQUEST), DB_PROXY::getUnreadMsgCounter));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_READ_ACK), DB_PROXY::clearUnreadMsgCounter));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_GET_BY_MSG_ID_REQ), DB_PROXY::getMessageById));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_GET_LATEST_MSG_ID_REQ), DB_PROXY::getLatestMsgId));
// device token
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_DEVICETOKEN), DB_PROXY::setDevicesToken));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_GET_DEVICE_TOKEN_REQ), DB_PROXY::getDevicesToken));
//push 推送设置
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_SHIELD_GROUP_REQUEST), DB_PROXY::setGroupPush));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_GET_SHIELD_REQ), DB_PROXY::getGroupPush));
// group
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_NORMAL_LIST_REQUEST), DB_PROXY::getNormalGroupList));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_INFO_REQUEST), DB_PROXY::getGroupInfo));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_CREATE_REQUEST), DB_PROXY::createGroup));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_CHANGE_MEMBER_REQUEST), DB_PROXY::modifyMember));
// file
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_HAS_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::hasOfflineFile));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_ADD_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::addOfflineFile));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_DEL_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::delOfflineFile));
} m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_VALIDATE_REQ), DB_PROXY::doLogin));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_PUSH_SHIELD), DB_PROXY::doPushShield));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_QUERY_PUSH_SHIELD), DB_PROXY::doQueryPushShield));
// recent session
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_RECENT_CONTACT_SESSION_REQUEST), DB_PROXY::getRecentSession));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_REMOVE_SESSION_REQ), DB_PROXY::deleteRecentSession));
// users
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_USER_INFO_REQUEST), DB_PROXY::getUserInfo));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_ALL_USER_REQUEST), DB_PROXY::getChangedUser));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_DEPARTMENT_REQUEST), DB_PROXY::getChgedDepart));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_BUDDY_LIST_CHANGE_SIGN_INFO_REQUEST), DB_PROXY::changeUserSignInfo));
// message content
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_DATA), DB_PROXY::sendMessage));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_LIST_REQUEST), DB_PROXY::getMessage));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_UNREAD_CNT_REQUEST), DB_PROXY::getUnreadMsgCounter));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_READ_ACK), DB_PROXY::clearUnreadMsgCounter));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_GET_BY_MSG_ID_REQ), DB_PROXY::getMessageById));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_MSG_GET_LATEST_MSG_ID_REQ), DB_PROXY::getLatestMsgId));
// device token
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_LOGIN_REQ_DEVICETOKEN), DB_PROXY::setDevicesToken));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_GET_DEVICE_TOKEN_REQ), DB_PROXY::getDevicesToken));
//push 推送设置
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_SHIELD_GROUP_REQUEST), DB_PROXY::setGroupPush));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_GET_SHIELD_REQ), DB_PROXY::getGroupPush));
// group
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_NORMAL_LIST_REQUEST), DB_PROXY::getNormalGroupList));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_INFO_REQUEST), DB_PROXY::getGroupInfo));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_CREATE_REQUEST), DB_PROXY::createGroup));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_GROUP_CHANGE_MEMBER_REQUEST), DB_PROXY::modifyMember));
// file
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_HAS_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::hasOfflineFile));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_ADD_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::addOfflineFile));
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_FILE_DEL_OFFLINE_REQ), DB_PROXY::delOfflineFile));
}
四、启动从mysql同步数据到redis工作
CSyncCenter::getInstance()->init();
CSyncCenter::getInstance()->startSync();
CSyncCenter::getInstance()->init()是获得上次同步的数据位置，接下来同步从这个位置开始。
/*
* 初始化函数，从cache里面加载上次同步的时间信息等
*/
void CSyncCenter::init()
{
// Load total update time
CacheManager* pCacheManager = CacheManager::getInstance();
// increase message count
CacheConn* pCacheConn = pCacheManager->GetCacheConn("unread");
if (pCacheConn)
{
string strTotalUpdate = pCacheConn->get("total_user_updated");
string strLastUpdateGroup = pCacheConn->get("last_update_group");
pCacheManager->RelCacheConn(pCacheConn);
if(strTotalUpdate != "")
{
m_nLastUpdate = string2int(strTotalUpdate);
}
else
{
updateTotalUpdate(time(NULL));
}
if(strLastUpdateGroup.empty())
{
m_nLastUpdateGroup = string2int(strLastUpdateGroup);
}
else
{
updateLastUpdateGroup(time(NULL));
}
}
else
{
log("no cache connection to get total_user_updated");
}
}
CSyncCenter::getInstance()->startSync();新开启一个线程进行同步工作：
/**
* 开启内网数据同步以及群组聊天记录同步
*/
void CSyncCenter::startSync()
{
#ifdef _WIN32
(void)CreateThread(NULL, 0, doSyncGroupChat, NULL, 0, &m_nGroupChatThreadId);
#else
(void)pthread_create(&m_nGroupChatThreadId, NULL, doSyncGroupChat, NULL);
#endif
}
线程函数doSyncGroupChat()如下：
/**
* 同步群组聊天信息
*
* @param arg NULL
*
* @return NULL
*/
void* CSyncCenter::doSyncGroupChat(void* arg)
{
m_bSyncGroupChatRuning = true;
CDBManager* pDBManager = CDBManager::getInstance();
map mapChangedGroup;
do{
mapChangedGroup.clear();
CDBConn* pDBConn = pDBManager->GetDBConn("teamtalk_slave");
if(pDBConn)
{
string strSql = "select id, lastChated from IMGroup where status=0 and lastChated >=" + int2string(m_pInstance->getLastUpdateGroup());
CResultSet* pResult = pDBConn->ExecuteQuery(strSql.c_str());
if(pResult)
{
while (pResult->Next()) {
uint32_t nGroupId = pResult->GetInt("id");
uint32_t nLastChat = pResult->GetInt("lastChated");
if(nLastChat != 0)
{
mapChangedGroup[nGroupId] = nLastChat;
}
}
delete pResult;
}
pDBManager->RelDBConn(pDBConn);
}
else
{
log("no db connection for teamtalk_slave");
}
m_pInstance->updateLastUpdateGroup(time(NULL));
for (auto it=mapChangedGroup.begin(); it!=mapChangedGroup.end(); ++it)
{
uint32_t nGroupId =it->first;
list lsUsers;
uint32_t nUpdate = it->second;
CGroupModel::getInstance()->getGroupUser(nGroupId, lsUsers);
for (auto it1=lsUsers.begin(); it1!=lsUsers.end(); ++it1)
{
uint32_t nUserId = *it1;
uint32_t nSessionId = INVALID_VALUE;
nSessionId = CSessionModel::getInstance()->getSessionId(nUserId, nGroupId, IM::BaseDefine::SESSION_TYPE_GROUP, true);
if(nSessionId != INVALID_VALUE)
{
CSessionModel::getInstance()->updateSession(nSessionId, nUpdate);
}
else
{
CSessionModel::getInstance()->addSession(nUserId, nGroupId, IM::BaseDefine::SESSION_TYPE_GROUP);
}
}
}
// } while (!m_pInstance->m_pCondSync->waitTime(5*1000));
} while (m_pInstance->m_bSyncGroupChatWaitting && !(m_pInstance->m_pCondGroupChat->waitTime(5*1000)));
// } while(m_pInstance->m_bSyncGroupChatWaitting);
m_bSyncGroupChatRuning = false;
return NULL;
}
可以看到流程就是先用sql从mysql取出数据，再用“sql”写到redis中去。操作mysql和redis时，并没有新建新连接，而是使用上文介绍的连接池和缓存池中已有的连接。我们上文说了，每个池中都有若干个连接，那使用哪个连接呢？由于保存mysql的连接是一个list对象，所以默认从list的头部取一个可用的。如果当前没有空闲连接可用，则新建一个：
CDBConn* CDBPool::GetDBConn()
{
m_free_notify.Lock();
while (m_free_list.empty()) {
if (m_db_cur_conn_cnt >= m_db_max_conn_cnt) {
m_free_notify.Wait();
} else {
CDBConn* pDBConn = new CDBConn(this);
int ret = pDBConn->Init();
if (ret) {
log("Init DBConnecton failed");
delete pDBConn;
m_free_notify.Unlock();
return NULL;
} else {
m_free_list.push_back(pDBConn);
m_db_cur_conn_cnt++;
log("new db connection: %s, conn_cnt: %d", m_pool_name.c_str(), m_db_cur_conn_cnt);
}
}
}
CDBConn* pConn = m_free_list.front();
m_free_list.pop_front();
m_free_notify.Unlock();
return pConn;
}
分配redis和mysql的一模一样，这里代码就不贴了。
五、在端口10600上启动侦听，监听新连接
CStrExplode listen_ip_list(listen_ip, ';');
for (uint32_t i = 0; i < listen_ip_list.GetItemCnt(); i++) {
ret = netlib_listen(listen_ip_list.GetItem(i), listen_port, proxy_serv_callback, NULL);
if (ret == NETLIB_ERROR)
return ret;
}
netlib_listen()创建CBaseSocket对象，并将回调函数指针proxy_serv_callback保存在CBaseSocket对象中。
int netlib_listen(
const char* server_ip,
uint16_t port,
callback_t callback,
void* callback_data)
{
CBaseSocket* pSocket = new CBaseSocket();
if (!pSocket)
return NETLIB_ERROR;
int ret = pSocket->Listen(server_ip, port, callback, callback_data);
if (ret == NETLIB_ERROR)
delete pSocket;
return ret;
}
pSocket->Listen()是实际调用bind()和listen()函数创建侦听的地方。
int CBaseSocket::Listen(const char* server_ip, uint16_t port, callback_t callback, void* callback_data)
{
m_local_ip = server_ip;
m_local_port = port;
m_callback = callback;
m_callback_data = callback_data;
m_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (m_socket == INVALID_SOCKET)
{
printf("socket failed, err_code=%d\n", _GetErrorCode());
return NETLIB_ERROR;
}
_SetReuseAddr(m_socket);
_SetNonblock(m_socket);
sockaddr_in serv_addr;
_SetAddr(server_ip, port, &serv_addr);
int ret = ::bind(m_socket, (sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
log("bind failed, err_code=%d", _GetErrorCode());
closesocket(m_socket);
return NETLIB_ERROR;
}
ret = listen(m_socket, 64);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
log("listen failed, err_code=%d", _GetErrorCode());
closesocket(m_socket);
return NETLIB_ERROR;
}
m_state = SOCKET_STATE_LISTENING;
log("CBaseSocket::Listen on %s:%d", server_ip, port);
AddBaseSocket(this);
CEventDispatch::Instance()->AddEvent(m_socket, SOCKET_READ | SOCKET_EXCEP);
return NETLIB_OK;
}这个函数有大量的细节需要注意：
1. socket被设置成非阻塞模式；
2. 将绑定的地址设置成reuse（具体原因，我在《服务器编程心得》系列已经介绍过）
3. 将socket的状态设置成SOCKET_STATE_LISTENING，这个状态将侦听的socket与普通客户端连接的socket区别开来。
4.AddBaseSocket(this);将socket句柄和对应的CBaseSocket放到一个全局对象中管理起来。
typedef hash_map SocketMap;
SocketMap g_socket_map;
void AddBaseSocket(CBaseSocket* pSocket)
{
g_socket_map.insert(make_pair((net_handle_t)pSocket->GetSocket(), pSocket));
} 之所以不用map而用hash_map是因为STL的map底层是用红黑树实现的，查找时间复杂度是log(n)，而hash_map底层是用hash表存储的，查询时间复杂度是O(1)。后面会介绍将在这个hash_map中查找所有的socket。
5.目前只关注socket的读和异常事件，侦听socket可读意味着有新连接到来，异常就意味着侦听出错。对于服务器程序一般要关闭或重启服务。
六、主线程进入循环，监听新连接的到来以及出来新连接上的数据收发
netlib_eventloop(10)
10是超时时间，用于select()函数的调用：
void netlib_eventloop(uint32_t wait_timeout)
{
CEventDispatch::Instance()->StartDispatch(wait_timeout);
}
void CEventDispatch::StartDispatch(uint32_t wait_timeout)
{
fd_set read_set, write_set, excep_set;
timeval timeout;
timeout.tv_sec = 0;
timeout.tv_usec = wait_timeout * 1000; // 10 millisecond
if(running)
return;
running = true;
while (running)
{
_CheckTimer();
_CheckLoop();
if (!m_read_set.fd_count && !m_write_set.fd_count && !m_excep_set.fd_count)
{
Sleep(MIN_TIMER_DURATION);
continue;
}
m_lock.lock();
memcpy(&read_set, &m_read_set, sizeof(fd_set));
memcpy(&write_set, &m_write_set, sizeof(fd_set));
memcpy(&excep_set, &m_excep_set, sizeof(fd_set));
m_lock.unlock();
int nfds = select(0, &read_set, &write_set, &excep_set, &timeout);
if (nfds == SOCKET_ERROR)
{
log("select failed, error code: %d", GetLastError());
Sleep(MIN_TIMER_DURATION);
continue; // select again
}
if (nfds == 0)
{
continue;
}
for (u_int i = 0; i < read_set.fd_count; i++)
{
//log("select return read count=%d\n", read_set.fd_count);
SOCKET fd = read_set.fd_array[i];
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket((net_handle_t)fd);
if (pSocket)
{
pSocket->OnRead();
pSocket->ReleaseRef();
}
}
for (u_int i = 0; i < write_set.fd_count; i++)
{
//log("select return write count=%d\n", write_set.fd_count);
SOCKET fd = write_set.fd_array[i];
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket((net_handle_t)fd);
if (pSocket)
{
pSocket->OnWrite();
pSocket->ReleaseRef();
}
}
for (u_int i = 0; i < excep_set.fd_count; i++)
{
//log("select return exception count=%d\n", excep_set.fd_count);
SOCKET fd = excep_set.fd_array[i];
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket((net_handle_t)fd);
if (pSocket)
{
pSocket->OnClose();
pSocket->ReleaseRef();
}
}
}
}
这个函数是整个服务程序的动力和消息泵。我把它简化成如下伪码来重点介绍一下：
while(退出条件)
{
//1. 遍历定时器队列，检测是否有定时器事件到期，有则执行定时器的回调函数
//2. 遍历其他任务队列，检测是否有其他任务需要执行，有，执行之
//3. 检测socket集合，分离可读、可写和异常事件
//4. 处理socket可读事件
//5. 处理socket可写事件
//6. 处理socket异常事件
}
我们先不说1、2两点，当程序初始化后，socket集合中，也只有一个socket，就是上文中说的侦听socket。当有新连接来的时候，该socket被检测到可读。执行
for (u_int i = 0; i < read_set.fd_count; i++)
{
//log("select return read count=%d\n", read_set.fd_count);
SOCKET fd = read_set.fd_array[i];
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket((net_handle_t)fd);
if (pSocket)
{
pSocket->OnRead();
pSocket->ReleaseRef();
}
} //log("select return read count=%d\n", read_set.fd_count);
SOCKET fd = read_set.fd_array[i];
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket((net_handle_t)fd);
if (pSocket)
{
pSocket->OnRead();
pSocket->ReleaseRef();
}
}
FindBaseSocket()就是在上文提到的socket集合map中通过句柄查找socket：
CBaseSocket* FindBaseSocket(net_handle_t fd)
{
CBaseSocket* pSocket = NULL;
SocketMap::iterator iter = g_socket_map.find(fd);
if (iter != g_socket_map.end())
{
pSocket = iter->second;
pSocket->AddRef();
}
return pSocket;
}
接着执行pSocket->OnRead():
void CBaseSocket::OnRead()
{
if (m_state == SOCKET_STATE_LISTENING)
{
_AcceptNewSocket();
}
else
{
u_long avail = 0;
if ( (ioctlsocket(m_socket, FIONREAD, &avail) == SOCKET_ERROR) || (avail == 0) )
{
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CLOSE, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
else
{
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_READ, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
}
}
因为是侦听socket，其状态被设置成SOCKET_STATE_LISTENING(上文介绍了)。接着就接受新连接。
void CBaseSocket::_AcceptNewSocket()
{
SOCKET fd = 0;
sockaddr_in peer_addr;
socklen_t addr_len = sizeof(sockaddr_in);
char ip_str[64];
while ( (fd = accept(m_socket, (sockaddr*)&peer_addr, &addr_len)) != INVALID_SOCKET )
{
CBaseSocket* pSocket = new CBaseSocket();
uint32_t ip = ntohl(peer_addr.sin_addr.s_addr);
uint16_t port = ntohs(peer_addr.sin_port);
snprintf(ip_str, sizeof(ip_str), "%d.%d.%d.%d", ip >> 24, (ip >> 16) & 0xFF, (ip >> 8) & 0xFF, ip & 0xFF);
log("AcceptNewSocket, socket=%d from %s:%d\n", fd, ip_str, port);
pSocket->SetSocket(fd);
pSocket->SetCallback(m_callback);
pSocket->SetCallbackData(m_callback_data);
pSocket->SetState(SOCKET_STATE_CONNECTED);
pSocket->SetRemoteIP(ip_str);
pSocket->SetRemotePort(port);
_SetNoDelay(fd);
_SetNonblock(fd);
AddBaseSocket(pSocket);
CEventDispatch::Instance()->AddEvent(fd, SOCKET_READ | SOCKET_EXCEP);
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CONNECT, (net_handle_t)fd, NULL);
}
}
接收新连接，需要注意以下事项：
1. 产生一个新的socket和对应的CBaseSocket对象。
2. 该socket和对应的CBaseSocket对象和侦听socket一样也被加入全局g_socket_map中进行管理。
3. 新socket同样被设置成非阻塞的。
4. 禁用该socket的nagle算法（_SetNoDelay(fd);）。
5. 关注该socket的读和异常事件（CEventDispatch::Instance()->AddEvent(fd, SOCKET_READ | SOCKET_EXCEP);）。
6. 将socket的状态设置成SOCKET_STATE_CONNECTED。
7. 调用侦听socket的的回调函数m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CONNECT, (net_handle_t)fd, NULL)，并传入消息类型是NETLIB_MSG_CONNECT。
这个回调函数在上面初始化侦听函数设置的，指向函数proxy_serv_callback。调用代码如下：
void proxy_serv_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
if (msg == NETLIB_MSG_CONNECT)
{
CProxyConn* pConn = new CProxyConn();
pConn->OnConnect(handle);
}
else
{
log("!!!error msg: %d", msg);
}
}
接着调用CProxyConn的OnConnect()函数：
void CProxyConn::OnConnect(net_handle_t handle)
{
m_handle = handle;
g_proxy_conn_map.insert(make_pair(handle, this));
netlib_option(handle, NETLIB_OPT_SET_CALLBACK, (void*)imconn_callback);
netlib_option(handle, NETLIB_OPT_SET_CALLBACK_DATA, (void*)&g_proxy_conn_map);
netlib_option(handle, NETLIB_OPT_GET_REMOTE_IP, (void*)&m_peer_ip);
netlib_option(handle, NETLIB_OPT_GET_REMOTE_PORT, (void*)&m_peer_port);
log("connect from %s:%d, handle=%d", m_peer_ip.c_str(), m_peer_port, m_handle);
}
注意！这里，已经悄悄地将该新socket的回调函数由proxy_serv_callback偷偷地换成了imconn_callback。同时，将该连接对象放入一个全局map g_proxy_conn_map中：
typedef hash_map ConnMap_t;
static ConnMap_t g_proxy_conn_map;同样，该map的key是socket句柄，value是连接对象基类的指针。
至此，对于侦听socket，如果socket可读，则接收新连接，并置换其默认OnRead的回调函数为imconn_callback；而对于新socket，如果socket可读，则会调用imconn_callback。
我们接着看新socket可读的处理流程：
void CBaseSocket::OnRead()
{
if (m_state == SOCKET_STATE_LISTENING)
{
_AcceptNewSocket();
}
else
{
u_long avail = 0;
if ( (ioctlsocket(m_socket, FIONREAD, &avail) == SOCKET_ERROR) || (avail == 0) )
{
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CLOSE, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
else
{
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_READ, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
}
}
上述OnRead函数会走else分支，先调用ioctlsocket获得可读的数据字节数。如果出错或者字节数为0，则以消息NETLIB_MSG_CLOSE调用回调函数imconn_callback,
反之，以消息NETLIB_MSG_READ调用回调函数imconn_callback。
void imconn_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
NOTUSED_ARG(handle);
NOTUSED_ARG(pParam);
if (!callback_data)
return;
ConnMap_t* conn_map = (ConnMap_t*)callback_data;
CImConn* pConn = FindImConn(conn_map, handle);
if (!pConn)
return;
//log("msg=%d, handle=%d ", msg, handle);
switch (msg)
{
case NETLIB_MSG_CONFIRM:
pConn->OnConfirm();
break;
case NETLIB_MSG_READ:
pConn->OnRead();
break;
case NETLIB_MSG_WRITE:
pConn->OnWrite();
break;
case NETLIB_MSG_CLOSE:
pConn->OnClose();
break;
default:
log("!!!imconn_callback error msg: %d ", msg);
break;
}
pConn->ReleaseRef();
}
出错消息NETLIB_MSG_CLOSE没啥好看的，无非是关闭连接。我们来看NETLIB_MSG_READ消息，会调用pConn->OnRead()，pConn是一个CImConn指针，但根据上文介绍我们知道，其实际是一个CImConn的子类CProxyConn对象：
class CProxyConn : public CImConn {
所以pConn->OnRead()实际会调用CProxyConn的OnRead()：
void CProxyConn::OnRead()
{
for (;;) {
uint32_t free_buf_len = m_in_buf.GetAllocSize() - m_in_buf.GetWriteOffset();
if (free_buf_len < READ_BUF_SIZE)
m_in_buf.Extend(READ_BUF_SIZE);
int ret = netlib_recv(m_handle, m_in_buf.GetBuffer() + m_in_buf.GetWriteOffset(), READ_BUF_SIZE);
if (ret <= 0)
break;
m_recv_bytes += ret;
m_in_buf.IncWriteOffset(ret);
m_last_recv_tick = get_tick_count();
}
uint32_t pdu_len = 0;
try {
while ( CImPdu::IsPduAvailable(m_in_buf.GetBuffer(), m_in_buf.GetWriteOffset(), pdu_len) ) {
HandlePduBuf(m_in_buf.GetBuffer(), pdu_len);
m_in_buf.Read(NULL, pdu_len);
}
} catch (CPduException& ex) {
log("!!!catch exception, err_code=%u, err_msg=%s, close the connection ",
ex.GetErrorCode(), ex.GetErrorMsg());
OnClose();
}
}
CImConn实际是代表一个连接，即每一个连接都有这样一个对象。具体被分化成它的各个子对象，如CProxyConn。每一个连接CImConn都存在一个读缓冲区和写缓冲区，读缓冲区用于存放从网络上收取的数据，写缓冲区用于存放即将发到网络中数据。CProxyConn::OnRead()先检测该对象的读缓冲区中还有多少可用空间，如果可用空间小于当前收到的字节数目，则将该读缓冲区的大小扩展到需要的大小READ_BUF_SIZE。接着收到的数据放入读缓冲区中。并记录下这次收取数据的时间到m_last_recv_tick变量中。接着开始解包，即调用CImPdu::IsPduAvailable()从读取缓冲区中取出数据处理，先判断现有数据是否大于一个包头的大小，如果不大于，退出。如果大于一个包头的大小，则接着根据包头中的信息得到整个包的大小：
bool CImPdu::IsPduAvailable(uchar_t* buf, uint32_t len, uint32_t& pdu_len)
{
if (len < IM_PDU_HEADER_LEN)
return false;
pdu_len = CByteStream::ReadUint32(buf);
if (pdu_len > len)
{
//log("pdu_len=%d, len=%d\n", pdu_len, len);
return false;
}
if(0 == pdu_len)
{
throw CPduException(1, "pdu_len is 0");
}
return true;
}
得到包的大小就可以正式处理包了，调用HandlePduBuf(m_in_buf.GetBuffer(), pdu_len);
void CProxyConn::HandlePduBuf(uchar_t* pdu_buf, uint32_t pdu_len)
{
CImPdu* pPdu = NULL;
pPdu = CImPdu::ReadPdu(pdu_buf, pdu_len);
if (pPdu->GetCommandId() == IM::BaseDefine::CID_OTHER_HEARTBEAT) {
return;
}
pdu_handler_t handler = s_handler_map->GetHandler(pPdu->GetCommandId());
if (handler) {
CTask* pTask = new CProxyTask(m_uuid, handler, pPdu);
g_thread_pool.AddTask(pTask);
} else {
log("no handler for packet type: %d", pPdu->GetCommandId());
}
}
包的数据结构是CImPdu（Im 即Instant Message即时通讯软件的意思，teamtalk本来就是一款即时通讯，pdu，Protocol Data Unit 协议数据单元，通俗的说就是一个包单位），该数据结构分为包头和包体两部分。类CImPdu的两个成员变量：
CSimpleBuffer m_buf;
PduHeader_t m_pdu_header;
分别表示包头和包体，包头的定义PduHeader_t如下：
typedef struct {
uint32_t length; // the whole pdu length
uint16_t version; // pdu version number
uint16_t flag; // not used
uint16_t service_id; //
uint16_t command_id; //
uint16_t seq_num; // 包序号
uint16_t reversed; // 保留
} PduHeader_t;
通过包头的command_id就知道该包是什么数据了。接着根据对应的命令号调用在程序初始化阶段绑定的包处理函数：
pdu_handler_t handler = s_handler_map->GetHandler(pPdu->GetCommandId());
执行处理函数不是直接调用该函数，而是包装成一个任务放入前面介绍的任务队列中：
du_handler_t handler = s_handler_map->GetHandler(pPdu->GetCommandId());
if (handler) {
CTask* pTask = new CProxyTask(m_uuid, handler, pPdu);
g_thread_pool.AddTask(pTask);
} else {
log("no handler for packet type: %d", pPdu->GetCommandId());
}
前面介绍过，处理任务的线程可能有多个，那么到底将任务加入到哪个工作线程呢？这里采取的策略是随机分配：
void CThreadPool::AddTask(CTask* pTask)
{
/*
* select a random thread to push task
* we can also select a thread that has less task to do
* but that will scan the whole thread list and use thread lock to get each task size
*/
uint32_t thread_idx = random() % m_worker_size;
m_worker_list[thread_idx].PushTask(pTask);
}
当然需要注意的是。如果数据包是心跳包的话，就直接不处理了。因为心跳包只是来保活通信的，与具体业务无关：
if (pPdu->GetCommandId() == IM::BaseDefine::CID_OTHER_HEARTBEAT) {
return;
}
该包处理完成以后，将该包的数据从连接的读缓冲区移除：
m_in_buf.Read(NULL, pdu_len);
接着继续处理下一个包，因为收来的数据可能不够一个包大小，也可能是多个包的大小，所以要放在一个循环里面解包处理，直到读缓冲区中无数据或数据不够一个包的大小。
我们将这个流程抽象出来，这个流程也是现在所有网络通信库都要做的工作：
while(退出条件)
{
//1. 检测非侦听socket可读
//2. 处理可读事件
//3. 检测可读取的字节数，出错就关闭，不出错，将收取的字节放入连接的读缓冲区
//循环做以下处理
//4. 检测可读缓冲区数据大小是否大于等于一个包头大小: 否，数据不够一个包，跳出该循环;
// 是，从包头中得到一个包体的大小，检测读缓冲区是否够一个包头+包体的大小；否，数据不够一个包，跳出循环
// 是，解包，根据包命令号，处理该包数据，可以产生一个任务，丢入任务队列。
// 从可读缓冲区中移除刚才处理的包数据的字节数目。
// 继续第4步。
}
当加入任务后，任务队列线程被唤醒，从任务队列的头部拿出该任务执行。这个上文介绍过了。
到此，本文还没有完，因为上文只介绍了从客户端收取数据，然后解包。并没有介绍解完包，调用处理函数处理后如何应答客户端。下面以一个登录数据包的应答来叙述这个应答流程。登录任务从任务队列中取出来后，执行如下函数：
void CHandlerMap::Init()
{
//DB_PROXY是命名空间，不是类名
// Login validate
m_handler_map.insert(make_pair(uint32_t(CID_OTHER_VALIDATE_REQ), DB_PROXY::doLogin));
void doLogin(CImPdu* pPdu, uint32_t conn_uuid)
{
CImPdu* pPduResp = new CImPdu;
IM::Server::IMValidateReq msg;
IM::Server::IMValidateRsp msgResp;
if(msg.ParseFromArray(pPdu->GetBodyData(), pPdu->GetBodyLength()))
{
string strDomain = msg.user_name();
string strPass = msg.password();
msgResp.set_user_name(strDomain);
msgResp.set_attach_data(msg.attach_data());
do
{
CAutoLock cAutoLock(&g_cLimitLock);
list& lsErrorTime = g_hmLimits[strDomain];
uint32_t tmNow = time(NULL);
//清理超过30分钟的错误时间点记录
/*
清理放在这里还是放在密码错误后添加的时候呢？
放在这里，每次都要遍历，会有一点点性能的损失。
放在后面，可能会造成30分钟之前有10次错的，但是本次是对的就没办法再访问了。
*/
auto itTime=lsErrorTime.begin();
for(; itTime!=lsErrorTime.end();++itTime)
{
if(tmNow - *itTime > 30*60)
{
break;
}
}
if(itTime != lsErrorTime.end())
{
lsErrorTime.erase(itTime, lsErrorTime.end());
}
// 判断30分钟内密码错误次数是否大于10
if(lsErrorTime.size() > 10)
{
itTime = lsErrorTime.begin();
if(tmNow - *itTime <= 30*60)
{
msgResp.set_result_code(6);
msgResp.set_result_string("用户名/密码错误次数太多");
pPduResp->SetPBMsg(&msgResp);
pPduResp->SetSeqNum(pPdu->GetSeqNum());
pPduResp->SetServiceId(IM::BaseDefine::SID_OTHER);
pPduResp->SetCommandId(IM::BaseDefine::CID_OTHER_VALIDATE_RSP);
CProxyConn::AddResponsePdu(conn_uuid, pPduResp);
return ;
}
}
} while(false);
log("%s request login.", strDomain.c_str());
IM::BaseDefine::UserInfo cUser;
if(g_loginStrategy.doLogin(strDomain, strPass, cUser))
{
IM::BaseDefine::UserInfo* pUser = msgResp.mutable_user_info();
pUser->set_user_id(cUser.user_id());
pUser->set_user_gender(cUser.user_gender());
pUser->set_department_id(cUser.department_id());
pUser->set_user_nick_name(cUser.user_nick_name());
pUser->set_user_domain(cUser.user_domain());
pUser->set_avatar_url(cUser.avatar_url());
pUser->set_email(cUser.email());
pUser->set_user_tel(cUser.user_tel());
pUser->set_user_real_name(cUser.user_real_name());
pUser->set_status(0);
pUser->set_sign_info(cUser.sign_info());
msgResp.set_result_code(0);
msgResp.set_result_string("成功");
//如果登陆成功，则清除错误尝试限制
CAutoLock cAutoLock(&g_cLimitLock);
list& lsErrorTime = g_hmLimits[strDomain];
lsErrorTime.clear();
}
else
{
//密码错误，记录一次登陆失败
uint32_t tmCurrent = time(NULL);
CAutoLock cAutoLock(&g_cLimitLock);
list& lsErrorTime = g_hmLimits[strDomain];
lsErrorTime.push_front(tmCurrent);
log("get result false");
msgResp.set_result_code(1);
msgResp.set_result_string("用户名/密码错误");
}
}
else
{
msgResp.set_result_code(2);
msgResp.set_result_string("服务端内部错误");
}
pPduResp->SetPBMsg(&msgResp);
pPduResp->SetSeqNum(pPdu->GetSeqNum());
pPduResp->SetServiceId(IM::BaseDefine::SID_OTHER);
pPduResp->SetCommandId(IM::BaseDefine::CID_OTHER_VALIDATE_RSP);
CProxyConn::AddResponsePdu(conn_uuid, pPduResp);
}
这段代码有点复杂，下面分析之：
首先，将登录请求包数据通过函数参数（第一个参数）传入进来，其次是连接对象的id。前面已经介绍过了，每一个新的socket不仅对应一个CBaseSocket对象，同时也对应一个连接对象CImConn（可能会被具体化成对应的子类，如CProxyConn）。这些连接对象被放在另外一个全局map g_proxy_conn_map里面进行管理。
通过包数据，我们能得到登录的用户名和密码等信息。接着检测30分钟之内，尝试登录的次数，如果30分钟之内密码错误次数超过10此。则不允许登录。组成一个提示“用户名或密码错误此时太多”的包：
msgResp.set_result_code(6);
msgResp.set_result_string("用户名/密码错误次数太多");
pPduResp->SetPBMsg(&msgResp);
pPduResp->SetSeqNum(pPdu->GetSeqNum());
pPduResp->SetServiceId(IM::BaseDefine::SID_OTHER);
pPduResp->SetCommandId(IM::BaseDefine::CID_OTHER_VALIDATE_RSP);
CProxyConn::AddResponsePdu(conn_uuid, pPduResp);
如果不存在这种情况，则接着调用g_loginStrategy.doLogin(strDomain, strPass, cUser)连接数据库进行用户名和密码校验：
bool CInterLoginStrategy::doLogin(const std::string &strName, const std::string &strPass, IM::BaseDefine::UserInfo& user)
{
bool bRet = false;
CDBManager* pDBManger = CDBManager::getInstance();
CDBConn* pDBConn = pDBManger->GetDBConn("teamtalk_slave");
if (pDBConn) {
string strSql = "select * from IMUser where name='" + strName + "' and status=0";
CResultSet* pResultSet = pDBConn->ExecuteQuery(strSql.c_str());
if(pResultSet)
{
string strResult, strSalt;
uint32_t nId, nGender, nDeptId, nStatus;
string strNick, strAvatar, strEmail, strRealName, strTel, strDomain,strSignInfo;
while (pResultSet->Next()) {
nId = pResultSet->GetInt("id");
strResult = pResultSet->GetString("password");
strSalt = pResultSet->GetString("salt");
strNick = pResultSet->GetString("nick");
nGender = pResultSet->GetInt("sex");
strRealName = pResultSet->GetString("name");
strDomain = pResultSet->GetString("domain");
strTel = pResultSet->GetString("phone");
strEmail = pResultSet->GetString("email");
strAvatar = pResultSet->GetString("avatar");
nDeptId = pResultSet->GetInt("departId");
nStatus = pResultSet->GetInt("status");
strSignInfo = pResultSet->GetString("sign_info");
}
string strInPass = strPass + strSalt;
char szMd5[33];
CMd5::MD5_Calculate(strInPass.c_str(), strInPass.length(), szMd5);
string strOutPass(szMd5);
//去掉密码校验
//if(strOutPass == strResult)
{
bRet = true;
user.set_user_id(nId);
user.set_user_nick_name(strNick);
user.set_user_gender(nGender);
user.set_user_real_name(strRealName);
user.set_user_domain(strDomain);
user.set_user_tel(strTel);
user.set_email(strEmail);
user.set_avatar_url(strAvatar);
user.set_department_id(nDeptId);
user.set_status(nStatus);
user.set_sign_info(strSignInfo);
}
delete pResultSet;
}
pDBManger->RelDBConn(pDBConn);
}
return bRet;
}
这里也需要一个mysql连接，这个连接的分配方式在前面介绍过了。即在连接池中随机拿一个，如果池中不存在，则新建一个。用完还回去：
pDBManger->RelDBConn(pDBConn);
接着通过用户名从数据库中取出该用户信息，如果记录存在，则接着校验密码。密码在数据库里面的存储形式是：密码+用户的salt值 组成的字符串的md5值。密码如果也校验正确，组装成一个正确应答数据包（附上命令号、序列号、提示信息等）：
pPduResp->SetPBMsg(&msgResp);
pPduResp->SetSeqNum(pPdu->GetSeqNum());
pPduResp->SetServiceId(IM::BaseDefine::SID_OTHER);
pPduResp->SetCommandId(IM::BaseDefine::CID_OTHER_VALIDATE_RSP);
CProxyConn::AddResponsePdu(conn_uuid, pPduResp);
现在不管登录成功与否，登录应答包也已经组装好了。接下来，就是如何发出去了？上述代码最后一行：
CProxyConn::AddResponsePdu(conn_uuid, pPduResp)
其调用如下：
void CProxyConn::AddResponsePdu(uint32_t conn_uuid, CImPdu* pPdu)
{
ResponsePdu_t* pResp = new ResponsePdu_t;
pResp->conn_uuid = conn_uuid;
pResp->pPdu = pPdu;
s_list_lock.lock();
s_response_pdu_list.push_back(pResp);
s_list_lock.unlock();
}我们这里并没有直接将应答数据包通过连接对象CProxyConn发出去。因为直接发出去，未必能发出去。这会导致程序阻塞。（原因是：对方的tcp窗口太小，导致tcp窗口太小的常见原因是：对方无法收包或不及时收包，数据积压在对方网络协议栈里面）。我们这里是将应答数据包放入连接对象的一个应答链表s_response_pdu_list中。这是一个stl list容器：
static list s_response_pdu_list; // 主线程发送回复消息
那么，包在这个链表中，何时被发出去呢？我们在介绍该服务的消息泵时介绍到如下流程：
while(退出条件)
{
//1. 遍历定时器队列，检测是否有定时器事件到期，有则执行定时器的回调函数
//2. 遍历其他任务队列，检测是否有其他任务需要执行，有，执行之
//3. 检测socket集合，分离可读、可写和异常事件
//4. 处理socket可读事件
//5. 处理socket可写事件
//6. 处理socket异常事件
}
注意第2步：遍历其他任务队列，检测是否有其他任务需要执行，有，执行之。我们来看看这步具体做了什么。
在main函数里面初始化任务队列线程时，同时也创建了一个其他任务：
init_proxy_conn(thread_num);
int init_proxy_conn(uint32_t thread_num)
{
s_handler_map = CHandlerMap::getInstance();
g_thread_pool.Init(thread_num);
netlib_add_loop(proxy_loop_callback, NULL);
signal(SIGTERM, sig_handler);
return netlib_register_timer(proxy_timer_callback, NULL, 1000);
}
注意代码netlib_add_loop(proxy_loop_callback, NULL);该行加入了一个其他任务到其他任务队列。这样在主线程的消息泵中：2. 遍历其他任务队列，检测是否有其他任务需要执行，有，执行之。
_CheckLoop();
void CEventDispatch::_CheckLoop()
{
for (list::iterator it = m_loop_list.begin(); it != m_loop_list.end(); it++) {
TimerItem* pItem = *it;
pItem->callback(pItem->user_data, NETLIB_MSG_LOOP, 0, NULL);
}
}
其他任务的回调函数目前只有一个，就是上面设置的proxy_loop_callback：
void proxy_loop_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
CProxyConn::SendResponsePduList();
}
void CProxyConn::SendResponsePduList()
{
s_list_lock.lock();
while (!s_response_pdu_list.empty()) {
ResponsePdu_t* pResp = s_response_pdu_list.front();
s_response_pdu_list.pop_front();
s_list_lock.unlock();
CProxyConn* pConn = get_proxy_conn_by_uuid(pResp->conn_uuid);
if (pConn) {
if (pResp->pPdu) {
pConn->SendPdu(pResp->pPdu);
} else {
log("close connection uuid=%d by parse pdu error\b", pResp->conn_uuid);
pConn->Close();
}
}
if (pResp->pPdu)
delete pResp->pPdu;
delete pResp;
s_list_lock.lock();
}
s_list_lock.unlock();
}
看到这里，你应该明白了。原来应答数据包在这里从list中取出来。然后调用pConn->SendPdu(pResp->pPdu)“发出去”。这里需要解释两个问题：第一个就是一般服务器端会有多个连接对象，那么如何定位某个应答数据包对应的连接对象呢？这里就通过数据包本身的conn_uuid来确定：
CProxyConn* pConn = get_proxy_conn_by_uuid(pResp->conn_uuid);
CProxyConn* get_proxy_conn_by_uuid(uint32_t uuid)
{
CProxyConn* pConn = NULL;
UserMap_t::iterator it = g_uuid_conn_map.find(uuid);
if (it != g_uuid_conn_map.end()) {
pConn = (CProxyConn *)it->second;
}
return pConn;
}
全局对象g_uuid_conn_map里面存的是uuid与连接对象的对应关系。这个关系何时存入到这个全局g_uuid_conn_map对象的呢？在CProxyConn的构造函数中：
CProxyConn::CProxyConn()
{
m_uuid = ++CProxyConn::s_uuid_alloctor;
if (m_uuid == 0) {
m_uuid = ++CProxyConn::s_uuid_alloctor;
}
g_uuid_conn_map.insert(make_pair(m_uuid, this));
}
这个uuid的基数是一个CProxyConn的静态变量：
static uint32_t s_uuid_alloctor;
默认是0：
uint32_t CProxyConn::s_uuid_alloctor = 0;
以后每产生一个新连接对象CProxyConn，在此基础上递增，因为没有用锁保护，所以只能在一个线程里面调用。而CProxyConn正好就是在主线程里面产生的，前面介绍过了，再次贴一下代码吧：
void proxy_serv_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
if (msg == NETLIB_MSG_CONNECT)
{
CProxyConn* pConn = new CProxyConn();
pConn->OnConnect(handle);
}
else
{
log("!!!error msg: %d", msg);
}
}
这样uuid和连接对象CProxyConn还有CBaseSocket这三者的关系就唯一绑定了。
接着说，通过uuid获得对应数据包的连接对象后，调用其方法pConn->SendPdu(pResp->pPdu); “发出去”？但是，还是不行，因为这还没有解决上文提出的该连接上对端的tcp窗口太小导致数据发不出的问题。所以pConn->SendPdu()方法中一定不是调用send函数直接发送数据：
int SendPdu(CImPdu* pPdu) { return Send(pPdu->GetBuffer(), pPdu->GetLength()); }
实际上是调用其基类CImConn类的Send方法，发送数据的时候，先记录一下发送数据的时间：m_last_send_tick = get_tick_count();
int CImConn::Send(void* data, int len)
{
m_last_send_tick = get_tick_count();
// ++g_send_pkt_cnt;
if (m_busy)
{
m_out_buf.Write(data, len);
return len;
}
int offset = 0;
int remain = len;
while (remain > 0) {
int send_size = remain;
if (send_size > NETLIB_MAX_SOCKET_BUF_SIZE) {
send_size = NETLIB_MAX_SOCKET_BUF_SIZE;
}
int ret = netlib_send(m_handle, (char*)data + offset, send_size);
if (ret <= 0) {
ret = 0;
break;
}
offset += ret;
remain -= ret;
}
if (remain > 0)
{
m_out_buf.Write((char*)data + offset, remain);
m_busy = true;
log("send busy, remain=%d ", m_out_buf.GetWriteOffset());
}
else
{
OnWriteCompelete();
}
return len;
}
注意这段代码，也是特别的讲究：
先试着调用底层send方法去发送，能发多少是多少，剩下发不完的，写入该连接的发送缓冲区中，并将忙碌标志m_busy置位（设置为ture）。反之，如果数据一次性发送完成，则调用数据发送完成函数OnWriteComplete（），这个函数目前为空，即不做任何事情。
int ret = netlib_send(m_handle, (char*)data + offset , send_size);
int netlib_send(net_handle_t handle, void* buf, int len)
{
CBaseSocket* pSocket = FindBaseSocket(handle);
if (!pSocket)
{
return NETLIB_ERROR;
}
int ret = pSocket->Send(buf, len);
pSocket->ReleaseRef();
return ret;
}
上面的代码通过socket句柄找到具体的CBaseSocket对象。接着调用CBaseSocket::Send()方法：
int CBaseSocket::Send(void* buf, int len)
{
if (m_state != SOCKET_STATE_CONNECTED)
return NETLIB_ERROR;
int ret = send(m_socket, (char*)buf, len, 0);
if (ret == SOCKET_ERROR)
{
int err_code = _GetErrorCode();
if (_IsBlock(err_code))
{
#if ((defined _WIN32) || (defined __APPLE__))
CEventDispatch::Instance()->AddEvent(m_socket, SOCKET_WRITE);
#endif
ret = 0;
//log("socket send block fd=%d", m_socket);
}
else
{
log("!!!send failed, error code: %d", err_code);
}
}
return ret;
}
该方法发送指定长度的数据，因为socket在创建的时候被设置成非阻塞的（上文介绍过）。所以，如果发送不了，底层send函数会立刻返回，并返回错误码EINPROGRESS（EWOULDBLOCK），表明对端tcp窗口太小，当前已经无法发出去：
bool CBaseSocket::_IsBlock(int error_code)
{
#ifdef _WIN32
return ( (error_code == WSAEINPROGRESS) || (error_code == WSAEWOULDBLOCK) );
#else
return ( (error_code == EINPROGRESS) || (error_code == EWOULDBLOCK) );
#endif
}
这个时候，我们再设置关注该socket的可写事件。这样，下次对端tcp窗口大小增大时，本端的socket可写时，我们就能接着发送数据了。会在服务的消息泵中检测可写事件，接着调用CBaseSocket::OnWrite()， 该函数首先移除该socket的可写事件（这里为啥只有win32平台和mac机器移除可写事件，linux平台不需要吗？个人觉得是程序作者的疏忽）。
void CBaseSocket::OnWrite()
{
#if ((defined _WIN32) || (defined __APPLE__))
CEventDispatch::Instance()->RemoveEvent(m_socket, SOCKET_WRITE);
#endif
if (m_state == SOCKET_STATE_CONNECTING)
{
int error = 0;
socklen_t len = sizeof(error);
#ifdef _WIN32
getsockopt(m_socket, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (char*)&error, &len);
#else
getsockopt(m_socket, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (void*)&error, &len);
#endif
if (error) {
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CLOSE, (net_handle_t)m_socket, NULL);
} else {
m_state = SOCKET_STATE_CONNECTED;
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_CONFIRM, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
}
else
{
m_callback(m_callback_data, NETLIB_MSG_WRITE, (net_handle_t)m_socket, NULL);
}
}
走else分支，调用设置的回调函数imconn_callback：
void imconn_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
NOTUSED_ARG(handle);
NOTUSED_ARG(pParam);
if (!callback_data)
return;
ConnMap_t* conn_map = (ConnMap_t*)callback_data;
CImConn* pConn = FindImConn(conn_map, handle);
if (!pConn)
return;
//log("msg=%d, handle=%d ", msg, handle);
switch (msg)
{
case NETLIB_MSG_CONFIRM:
pConn->OnConfirm();
break;
case NETLIB_MSG_READ:
pConn->OnRead();
break;
case NETLIB_MSG_WRITE:
pConn->OnWrite();
break;
case NETLIB_MSG_CLOSE:
pConn->OnClose();
break;
default:
log("!!!imconn_callback error msg: %d ", msg);
break;
}
pConn->ReleaseRef();
}
因为这次传入的消息是NETLIB_MSG_WRITE，所以走pConn->OnWrite分支，接着由于多态调用CImConn的子类CProxyConn的OnWrite()函数，但由于子类CProxyConn并没有改写OnWrite()方法，所以调用CImConn的OnWrite():
void CImConn::OnWrite()
{
if (!m_busy)
return;
while (m_out_buf.GetWriteOffset() > 0) {
int send_size = m_out_buf.GetWriteOffset();
if (send_size > NETLIB_MAX_SOCKET_BUF_SIZE) {
send_size = NETLIB_MAX_SOCKET_BUF_SIZE;
}
int ret = netlib_send(m_handle, m_out_buf.GetBuffer(), send_size);
if (ret <= 0) {
ret = 0;
break;
}
m_out_buf.Read(NULL, ret);
}
if (m_out_buf.GetWriteOffset() == 0) {
m_busy = false;
}
log("onWrite, remain=%d ", m_out_buf.GetWriteOffset());
}
接着继续从写缓冲区取出数据继续发送，如果还是只能发送出去，继续监听该socket可写事件，每次发送出去多少，就从写缓冲区中移除该部分字节。如果全部发送完了。将忙碌标志m_busy清零（false）。
至此，应答数据包的流程也介绍完了。我们来总结下该流程：
//1. 主消息泵检测到有其他任务需要做，做之。
//2. 该任务是从全局的链表中取出应答包数据，找到对应的连接对象，然后尝试直接发出去；
//3. 如果发不出，则将该数据存入该连接的发送缓冲区（写缓冲区），并监听该连接的socket可写事件。
//4. 下次该socket触发可写事件时，接着发送该连接的写缓冲区中剩余的数据。如此循环直到所有数据都发送成功。
//5. 取消监听该socket可写事件，以避免无数据的情况下触发写事件（该事件大多数情况下很频繁）
上面的流程从第2步到第5步也是主流网络库的发数据的逻辑。总而言之，就是说，先试着发送数据，如果发不出去，存起来，监听可写事件，下次触发可写事件后接着发。一直到数据全部发出去后，移除监听可写事件。通常只要可写事件是不断会触发的，所以默认不监听可写事件，只有数据发不出的时候才会监听可写事件。这个原则，千万要记住。
最后一个问题，是关于心跳包的，即db_proxy_server是如何发送心跳包的：
程序初始化的时候，注册一个定时器函数：
init_proxy_conn(thread_num);
int init_proxy_conn(uint32_t thread_num)
{
s_handler_map = CHandlerMap::getInstance();
g_thread_pool.Init(thread_num);
netlib_add_loop(proxy_loop_callback, NULL);
signal(SIGTERM, sig_handler);
return netlib_register_timer(proxy_timer_callback, NULL, 1000);
}
最后一行：return netlib_register_timer(proxy_timer_callback, NULL, 1000);
然后在消息泵里面检测定时器：
_CheckTimer();
void CEventDispatch::_CheckTimer()
{
uint64_t curr_tick = get_tick_count();
list::iterator it;
for (it = m_timer_list.begin(); it != m_timer_list.end(); )
{
TimerItem* pItem = *it;
it++; // iterator maybe deleted in the callback, so we should increment it before callback
if (curr_tick >= pItem->next_tick)
{
pItem->next_tick += pItem->interval;
pItem->callback(pItem->user_data, NETLIB_MSG_TIMER, 0, NULL);
}
}
}
uint64_t get_tick_count()
{
#ifdef _WIN32
LARGE_INTEGER liCounter;
LARGE_INTEGER liCurrent;
if (!QueryPerformanceFrequency(&liCounter))
return GetTickCount();
QueryPerformanceCounter(&liCurrent);
return (uint64_t)(liCurrent.QuadPart * 1000 / liCounter.QuadPart);
#else
struct timeval tval;
uint64_t ret_tick;
gettimeofday(&tval, NULL);
ret_tick = tval.tv_sec * 1000L + tval.tv_usec / 1000L;
return ret_tick;
#endif
}
由上面的函数可以看出来定时器的单位是毫秒，当定时器时间到了后，调用回调函数proxy_timer_callback：
void proxy_timer_callback(void* callback_data, uint8_t msg, uint32_t handle, void* pParam)
{
uint64_t cur_time = get_tick_count();
for (ConnMap_t::iterator it = g_proxy_conn_map.begin(); it != g_proxy_conn_map.end(); ) {
ConnMap_t::iterator it_old = it;
it++;
CProxyConn* pConn = (CProxyConn*)it_old->second;
pConn->OnTimer(cur_time);
}
}
void CProxyConn::OnTimer(uint64_t curr_tick)
{
if (curr_tick > m_last_send_tick + SERVER_HEARTBEAT_INTERVAL) {
CImPdu cPdu;
IM::Other::IMHeartBeat msg;
cPdu.SetPBMsg(&msg);
cPdu.SetServiceId(IM::BaseDefine::SID_OTHER);
cPdu.SetCommandId(IM::BaseDefine::CID_OTHER_HEARTBEAT);
SendPdu(&cPdu);
}
if (curr_tick > m_last_recv_tick + SERVER_TIMEOUT) {
log("proxy connection timeout %s:%d", m_peer_ip.c_str(), m_peer_port);
Close();
}
}
m_last_send_tick是上一次发送数据的时间，我们上文中介绍过，如果当前时间距上一次发送数据的时间已经超过了指定的时间间隔，则发送一个心跳包（这里的时间间隔是5000毫秒）。
m_last_recv_tick是上一次收取数据的时间，我们上文也介绍过，如果当前时间举例上一次接收时间已经超过了指定的时间间隔（相当于一段时间内，对端没有给当前服务发送任何数据），这个时候就关闭该连接（这里设置的时间间隔是30000毫秒，也就是30秒）。
这种心跳包机制特别值得推崇，也是常见的心跳包策略。
至此，db_proxy_server的框架和原理也就介绍完了。剩下的就是一些业务逻辑了。如果你感兴趣，可以自己查看对应的命令号绑定的处理函数的处理流程。
文中如果有说错的地方，欢迎提出留言指正。QQ：906106643
zhangyl 2017.05.17
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