1、说明
libuv 中实现 tcp server 的步骤和原生 socket 步骤类似,回忆一下 linux 下原生 socket 实现 tcp server 的步骤:
- 初始化 socket 环境,获取 socket 套接字;
- bind() 方法绑定套接字到本地IP;
- listen() 方法监听 socket,获取新连接;
- accept() 方法接受客户端连接,返回客户端套接字;
- recv() 方法接受客户端的数据;
- send() 方法向客户端发送数据;
- closesocket() 方法关闭套接字;
libuv 和原生 socket 编程类似,步骤和API与原生 socket 编程步骤类似,但是使用却变得简单了,处处使用回调函数使得编程变得简单了。
2、libuv的tcp server
libuv 对于 tcp 消息的处理,同样是基于 stream 的,步骤如下:
- uv_tcp_init() 建立 tcp 句柄;
- uv_tcp_bind() 方法绑定ip;
- uv_listen() 方法监听,有新连接时,调用回调函数;
- uv_accept() 方法获取客户端套接字;
- uv_read_start() 方法读取客户端数据;
- uv_write() 方法想客户端发送数据;
- uv_close() 关闭套接字;
3、API简介
附录是整个 tcp server 的源代码,其中涉及到的一些 API 如下:
3.1、uv_tcp_init
初始化 tcp 对象
uv_tcp_t server; uv_tcp_init(loop, &server);//初始化tcp server对象
3.2、uv_ip4_addr
struct sockaddr_in addr; uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);
将给定的ip地址和端口转换成sockaddr_in结构体,原生编程的时候,设置ip和端口需要至少五行,用这个方法可以简化操作
3.3、uv_tcp_bind
等同于原生API的 bind() 方法
uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr *) &addr, 0);
uv_tcp_bind() 的第三个参数 flag 一般是0,如果想使用IP6,可以使用 UV_TCP_IPV6ONLY
enum uv_tcp_flags { /* Used with uv_tcp_bind, when an IPv6 address is used. */ UV_TCP_IPV6ONLY = 1 };
3.4、uv_listen
uv_listen((uv_stream_t *) &server, 128, on_new_connection);
类似 listen() ,开始监听
第二个参数表明内核的排队数,最后指定有新连接时的回调函数
当有新的连接进来时,就会触发 on_new_connection 回调
3.5、uv_connection_cb
uv_connection_cb 是 uv_listen 的回调函数,其声明如下:
typedef void (*uv_connection_cb)(uv_stream_t* server, int status);
server 参数为服务器句柄
status 表示状态,小于0表示新连接有误
3.6、uv_accept
新连接触发回调函数之后,按照一般流程,需要使用 accept() 方法获取客户端句柄,libuv 中使用 uv_accept(),其声明如下:
int uv_accept(uv_stream_t* server, uv_stream_t* client)
在调用之前,client 参数必须被初始化
返回值 <0 表示有误
示例:
uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *) malloc(sizeof(uv_tcp_t));//为tcp client申请资源 uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client句柄 if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) { do_some_thind(); }
3.7、uv_read_start
libuv 中使用 uv_read_start() 方法从传入的 stream 中读取数据,声明如下:
int uv_read_start(uv_stream_t* stream, uv_alloc_cb alloc_cb, uv_read_cb read_cb)
read_cb 会被多次调用,直到数据读完,或者主动调用 uv_read_stop() 方法停止
该函数有两个回调函数,alloc_cb 用于为新来的数据申请空间,申请的资源需要在 read_cb 中释放
这两个回调的声明如下:
typedef void (*uv_alloc_cb)(uv_handle_t* handle, size_t suggested_size, uv_buf_t* buf);
typedef void (*uv_read_cb)(uv_stream_t* stream, ssize_t nread, const uv_buf_t* buf);
示例代码:
//负责为新来的消息申请空间 void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) { buf->len = suggested_size; buf->base = static_cast(malloc(suggested_size)); } /** * @brief: 负责处理新来的消息 * @param: client * @param: nread>0表示有数据就绪,nread<0表示异常,nread是有可能为0的,但是这并不是异常或者结束 */ void read_cb(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) { do_somt_thing(); //释放之前申请的资源 if (buf->base != NULL) { free(buf->base); } } uv_read_start((uv_stream_t *) client, alloc_buffer, read_cb);
3.8、uv_buf_t 和 uv_buf_init
uv_buf_t 是libuv 中的一种特殊的数据类型,和 Redis 的 SDS 有一点相似度,声明如下:
typedef struct uv_buf_t { char* base; size_t len; } uv_buf_t;
uv_buf_t 可以使用 uv_buf_init 初始化
示例:
uv_buf_t uvBuf = uv_buf_init(buf->base, nread);//初始化write的uv_buf_t
3.9、uv_close
libuv 中使用 uv_close() 方法关闭句柄,声明如下:
void uv_close(uv_handle_t* handle, uv_close_cb close_cb)
close_cb 为关闭之后的回调,声明如下:
typedef void (*uv_close_cb)(uv_handle_t* handle);
代码示例:
void on_close(uv_handle_t *handle) { if (handle != NULL) free(handle); } ... uv_close((uv_handle_t *) client, on_close);
3.10、uv_write
libuv 中使用 uv_write() 方法发送数据,声明如下:
int uv_write(uv_write_t* req, uv_stream_t* handle, const uv_buf_t bufs[], unsigned int nbufs, uv_write_cb cb);
req 是需要传递给回调函数的数据,发送需要申请资源,并在回调函数中释放
handle 是接受的客户端
bufs[] 是一个 uv_buf_t 数组,可以一次添加多组数据,最终按照顺序发送
nbufs 表示需要发送的数组元素个数,一般小于等于 bufs 的大小
3.11、uv_strerror
有些函数会有错误码,使用 uv_strerror() 方法获取错误码对应的描述
附录
源代码如下:
#include#include #include uv_loop_t *loop; #define DEFAULT_PORT 7000 //连接队列最大长度 #define DEFAULT_BACKLOG 128 //负责为新来的消息申请空间 void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) { buf->len = suggested_size; buf->base = static_cast (malloc(suggested_size)); } void on_close(uv_handle_t *handle) { if (handle != NULL) free(handle); } void echo_write(uv_write_t *req, int status) { if (status) { fprintf(stderr, "Write error %s\n", uv_strerror(status)); } free(req); } /** * @brief: 负责处理新来的消息 * @param: client * @param: nread>0表示有数据就绪,nread<0表示异常,nread是有可能为0的,但是这并不是异常或者结束 * @author: sherlock */ void read_cb(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) { if (nread > 0) { // buf->base[nread] = 0; fprintf(stdout, "recv:%s\n", buf->base); fflush(stdout); uv_write_t* req = (uv_write_t*)malloc(sizeof(uv_write_t)); uv_buf_t uvBuf = uv_buf_init(buf->base, nread);//初始化write的uv_buf_t //发送buffer数组,第四个参数表示数组大小 uv_write(req, client, &uvBuf, 1, echo_write); return; } else if (nread < 0) { if (nread != UV_EOF) { fprintf(stderr, "Read error %s\n", uv_err_name(nread)); } else { fprintf(stderr, "client disconnect\n"); } uv_close((uv_handle_t *) client, on_close); } //释放之前申请的资源 if (buf->base != NULL) { free(buf->base); } } /** * * @param: server libuv的tcp server对象 * @param: status 状态,小于0表示新连接有误 * @author: sherlock */ void on_new_connection(uv_stream_t *server, int status) { if (status < 0) { fprintf(stderr, "New connection error %s\n", uv_strerror(status)); return; } uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *) malloc(sizeof(uv_tcp_t));//为tcp client申请资源 uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client句柄 //判断accept是否成功 if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) { //从传入的stream中读取数据,read_cb会被多次调用,直到数据读完,或者主动调用uv_read_stop方法停止 uv_read_start((uv_stream_t *) client, alloc_buffer, read_cb); } else { uv_close((uv_handle_t *) client, NULL); } } int main(int argc, char **argv) { loop = uv_default_loop(); uv_tcp_t server; uv_tcp_init(loop, &server);//初始化tcp server对象 struct sockaddr_in addr; uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);//将ip和port数据填充到sockaddr_in结构体中 uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr *) &addr, 0);//bind int r = uv_listen((uv_stream_t * ) & server, DEFAULT_BACKLOG, on_new_connection);//listen if (r) { fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r)); return 1; } return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT); }
以上就是c++ 如何在libuv中实现tcp服务器的详细内容,更多关于libuv中实现tcp服务器的资料请关注脚本之家其它相关文章!