muduo源码分析之TcpConnection发送数据

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（一）writeable事件的busy loop

发送数据是要比接收数据更加麻烦的事情，因为它是一个主动发生的事情，考虑下面情况：

水平触发模式（Level-Triggered）；当socket可写时，会不停的触发socket可写的事件，如何处理？

也就是说，如果发送缓冲不满，将不停触发socket可写事件，也就是说，poll/epoll调用不停返回，也就进入busy loop了。怎么解决这个问题，以前有一个回答：“写的时候不用poll/epoll管理，也就是说直接write，如果返回EAGAIN才将描述符添加到loop中”

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（二）muduo解决busy loop

muduo的做法就验证了上述回答，将在接下来的文章中细表。

在之前的学习中，已经知道用Channel表示一个loop中被管理的事件，不过目前只是对描述符可读进行表示：

1.TimerQueue用它来读timerfd(2)—–>定时器事件
2.EventLoop用它来读eventfd(2)——>跨线程唤醒
3.TcpServer/Acceptor用它来读listening socket——>有新连接时监听套接字描述符可读事件
4.TcpConnection用它来读普通的TCP socket——>已连接套接字收到数据时的可读事件

而对于一个writable事件来说，正如上文所说，由于level trigger的特性，可能一直触发造成busy loop，因此我们只在特定情况下管理可读事件的描述符，并且写完数据后要将可读事件移出poll/epoll，所以在Channel中需要添加：

void enableWriting();//添加writeable事件
void disableWriting();//移除writeable事件
bool isWriting();

通过上述三个函数打开和关闭写通道，并且获取当前状态，可以很好的控制防止busy loop。另外需要注意的就是打开关闭通道的时机了。

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（三）一个例子

从一个示例中来看使用TcpConnection发送数据的过程。

void onConnection(const muduo::TcpConnectionPtr& conn)
{
  if (conn->connected())
  {
    printf("onConnection(): new connection [%s] from %s\n",
           conn->name().c_str(),
           conn->peerAddress().toHostPort().c_str());
   //发送数据
    conn->send(message1);
    conn->send(message2);
    conn->shutdown();
  }
  else
  {
    printf("onConnection(): connection [%s] is down\n",
           conn->name().c_str());
  }
}

在onConnection回调中，服务器向socket写入两次数据，客户端将收到数据，下面是TcpConnection::send的实现：

void TcpConnection::send(const std::string& message)
{
  if (state_ == kConnected) {
    if (loop_->isInLoopThread()) {
      sendInLoop(message);//本线程直接调用
    } else {
    //用runInLoop进行跨线程调用
      loop_->runInLoop(
          boost::bind(&TcpConnection::sendInLoop, this, message));
    }   
  }
}

再来看TcpConnection::sendInLoop

void TcpConnection::sendInLoop(const std::string& message)
{
  loop_->assertInLoopThread();
  ssize_t nwrote = 0;
  // if no thing in output queue, try writing directly
  // 发送缓冲没有内容，直接写数据。否则就不发送了，先处理outbuffer不然会造成数据乱序
  // 先尝试直接写数据，如果数据没有发完再用poll去管理描述符
  if (!channel_->isWriting() && outputBuffer_.readableBytes() == 0) {
    nwrote = ::write(channel_->fd(), message.data(), message.size());
    if (nwrote >= 0) {
      if (implicit_cast(nwrote) < message.size()) {//数据没有写完
        LOG_TRACE << "I am going to write more data";
      }
    } else {//出错
      nwrote = 0;
      if (errno != EWOULDBLOCK) {
        LOG_SYSERR << "TcpConnection::sendInLoop";
      }
    }
  }
  assert(nwrote >= 0);
  if (implicit_cast(nwrote) < message.size()) {//数据没写完发
    outputBuffer_.append(message.data()+nwrote, message.size()-nwrote);//往发送缓冲添加数据
    if (!channel_->isWriting()) {
        //使用epoll/poll管理，将outputbuffer_里面剩余的数据管理起来
      channel_->enableWriting();
    }
  }
}

正如本文最开始提到的解决办法，来看muduo的做法：
1.如果outputBuffer_发送缓冲没有数据时，我们直接调用wirte(2)
2.如果数据没有写完，将剩余的待写数据放到发送缓冲outputBuffer_中，并且打开写通道enableWriting()
3.这个时候writeable事件返回，将调用Channel::writeCallback()
4.在TcpConnection的构造函数中设置回调：

//该回调当将发送事件添加到loop中并返回时调用,处理outbuffer中的数据。
channel_->setWriteCallback(
        boost::bind(&TcpConnection::handleWrite, this));

再看TcpConnection::handleWrite

  //发送outputBuffer_中的数据
void TcpConnection::handleWrite()
  {
    loop_->assertInLoopThread();
    if (channel_->isWriting()) {
      ssize_t n = ::write(channel_->fd(),
                          outputBuffer_.peek(),
                          outputBuffer_.readableBytes());
      if (n > 0) {
        outputBuffer_.retrieve(n);
        if (outputBuffer_.readableBytes() == 0) {
            //数据发送完毕，关闭channel否则会busyloop
          channel_->disableWriting();
          if (state_ == kDisconnecting) {
            shutdownInLoop();
          }
        } else {
          LOG_TRACE << "I am going to write more data";
        }
      } else {
        LOG_SYSERR << "TcpConnection::handleWrite";
      }
    } else {
      LOG_TRACE << "Connection is down, no more writing";
    }
  }

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（四）参考

1.Linux多线程服务端编程 使用muduo C++ 网络库
2.http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/15027289
3.http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52849349?locationNum=3&fps=1