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libiop网络库数据结构和基础知识
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最近朋友推荐，学习了libiop这个网络库，作者封装的很全面，代码很简洁 适合初学者学习基于事件驱动的网络io 先看看iop_def.h, 这里面定义了常用的数据结构
tag_iop_base_t 主要用于管理所有事件，每个事件是一个iop_t, maxio表示最大的文件描述符， free_list_head 表示可用的空闲列表头部id，一般用iops + free_list_head 取出iop_t 的元素 同理free_list_tail，最后一个可用iop, iop_op_t 是封装了几个函数指针的结构体, 包括网络模型的名字，事件的添加，事件的删除，事件的更改，事件的派发 剩下的如注释所示 struct tag_iop_base_t { iop_t *iops; /*所有iop*/ int maxio; /*最大并发io数,包括定时器在内*/ int maxbuf; /*单个发送或接收缓存的最大值*/ int free_list_head; /*可用iop列表*/ int free_list_tail; /*最后一个可用iop*/ int io_list_head; /*已用io类型的iop列表*/ int timer_list_head; /*已用timer类型的iop列表*/ int connect_list_head; /*异步连接的iop列表*/ volatile int exit_flag; /*退出标志*/ int dispatch_interval; /*高度的间隔时间*/ iop_op_t op_imp; /*事件模型的内部实现*/ void *model_data; /*事件模型特定的数据*/ iop_time_t cur_time; /*当前调度时间*/ iop_time_t last_time; /*上次调度时间*/ iop_time_t last_keepalive_time; /*上次检查keepalive的时间*/ _list_node_t * tcp_protocol_list_head; /*use for advance tcp server model.*/ };
看一下iop_t结构体，id是从0开始到n的数,这个是在tag_iop_base_t 中初始化队列时做的， io_handle_t是这个结构存储的socket id, iop_type分三种0表示释放，1表示io读写，2表示 定时器事件， iop_event_cb表示事件回调函数指针，每一个iop_t绑定了不同的回调函数， 比如accept，比如read，比如write，但是这些回调函数要封装成iop_event_cb类型， dbuf_t 是作者封装的一个管理发送和接受数据的结构 /* *tag_iop_t:iop结构，每一个iop对象都会对应一个tag_iop_t结构 */ struct tag_iop_t { int id; /*对应的id*/ io_handle_t handle; /*关联的句柄*/ int iop_type; /*对象类型：0：free,1:io,2:timer*/ int prev; /*上一个对象*/ int next; /*下一个对象*/ unsigned int events; /*关注的事件*/ int timeout; /*超时值*/ iop_event_cb evcb; /*事件回调*/ void *arg; /*用户指定的参数,由用户负责释放资源*/ void *sys_arg; /*系统指定的参数，系统自动释放资源*/ /*以下字段对定时器无用*/ dbuf_t *sbuf; /*发送缓存区*/ dbuf_t *rbuf; /*接收缓存区*/ iop_time_t last_dispatch_time; /*上次调度的时间*/ };
iop_event_cb 定义如下 /*事件回调函数,返回-1代表要删除对象,返回0代表正常*/ typedef int (*iop_event_cb)(iop_base_t *,int,unsigned int,void *);
dbuf_t结构如下 struct tag_dbuf { unsigned int capacity; unsigned int size; void *data; };至于dbuf_t如何开辟空间释放空间，读写偏移的都不做赘述
iop_base_t中iop_op_t 结构很重要，是事件调度的核心 结构如下 struct tag_iop_op_t { const char *name; //模型名称 void (*base_free)(iop_base_t *); //资源释放的接口 int (*base_dispatch)(iop_base_t *, int); //模型调度接口 //添加事件 int (*base_add)(iop_base_t *, int, io_handle_t, unsigned int); //删除事件 int (*base_del)(iop_base_t *, int,io_handle_t); //修改事件 int (*base_mod)(iop_base_t *, int, io_handle_t, unsigned int); };因为对应不同的平台，我们要应用不同的网络模型，比如epoll,select,iocp等等。 但是对于异步通信IO我们采取事件回调机制，也就是说提前绑定好读事件，写事件等， 在循环中调用base_dispatch函数指针，就可以实现对于不同模型的派发。
上面就是libiop模型的基本结构和框架 我们看下epoll模型的封装 tag_epoll_data 是封装的epoll基本结构， 这个结构存在iop_base_t的model_data里 struct tag_epoll_data { struct epoll_event *events; //监听的epoll_events 队列 int nevents; //epoll_events 事件大小 int epfd; //epoll_create 产生的epoll表句柄 };两个函数，iop_t应用层的读写宏 EV_TYPE_READ和 EV_TYPE_WRITE epoll的读写宏 EPOLLIN和EPOLLOUT互相转换 static uint32_t to_epoll_events(uint32_t what) { uint32_t events=0; if(what & EV_TYPE_READ) { events = EPOLLIN; } if(what & EV_TYPE_WRITE) { events |= EPOLLOUT; } return events; } static uint32_t from_epoll_events(uint32_t events) { uint32_t what=0; if(events & (EPOLLHUP|EPOLLERR)) { what = EV_TYPE_READ | EV_TYPE_WRITE; } else { if(events & EPOLLIN){what |= EV_TYPE_READ;} if(events & EPOLLOUT){what |= EV_TYPE_WRITE;} } return what; }
初始化epoll结构和数据 int iop_init_epoll(void *iop_base, int maxev) { iop_base_t *base = (iop_base_t *)iop_base; //iop_base 事 件 操作结构体 //iop_base_t中op_imp取出模型抽象的结构体 iop_op_t *iop_op = &(base->op_imp); //开辟epoll_data空间 iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(malloc(sizeof(iop_epoll_data_t))); if(!iop_data) { return -1; } //监听的队列大小为maxev iop_data->nevents = maxev; //为epll_data里监听事件队列开辟连续空间 iop_data->events = (struct epoll_event *)(malloc(sizeof(struct epoll_event) * maxev)); if(!iop_data) { free(iop_data); return -1; } //模型内部实现，不同模型不同的函数指针和名字 iop_op->name = "epoll"; iop_op->base_free = epoll_free; iop_op->base_dispatch = epoll_dispatch; iop_op->base_add = epoll_add; iop_op->base_del = epoll_del; iop_op->base_mod = epoll_mod; //1024 is not the max events limit. //创建epoll表句柄 int epfd = epoll_create(1024); if(epfd < 0) { free(iop_data->events); free(iop_data); free(iop_op); return -1; } iop_data->epfd = epfd; //iop_epoll_data_t类型的数据存在base的model_data里 //方便回调 base->model_data = iop_data; return 0; }
对应的释放epoll开辟的空间和数据 //epoll 释放 static void epoll_free(iop_base_t *base) { //model_data里存放了epoll数据的指针 iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(base->model_data); if(!iop_data){return;} //释放events队列 if(iop_data->events) { free(iop_data->events); } //关闭iop_data->epfd if(iop_data->epfd >= 0) { close(iop_data->epfd); } free(iop_data); base->model_data = (void *)0; }
epoll 添加事件 //epoll添加事件 //base 为iop_base回传指针 //id为iop的id //io_handle_t 为socket //events 为事件类型（EV_TYPE_READ或者EV_TYPE_WRITE） static int epoll_add(iop_base_t *base, int id, io_handle_t handle, unsigned int events) { iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(base->model_data); struct epoll_event ev; ev.data.u32 = id; //转换为EPOLLIN或者EPOLLOUT ev.events = to_epoll_events(events); //iop_set_nonblock(handle); return epoll_ctl(iop_data->epfd, EPOLL_CTL_ADD, (int)handle, &ev); }
epoll删除事件 //epoll删除事件 //base 为iop_base回传指针 //id为iop的id //io_handle_t 为socket static int epoll_del(iop_base_t *base, int id,io_handle_t handle) { iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(base->model_data); struct epoll_event ev; ev.data.u32 = id; ev.events = 0; //ev回传进去，删除epoll_events中socket为handle的注册事件 return epoll_ctl(iop_data->epfd, EPOLL_CTL_DEL, (int)handle, &ev); }
epoll事件更改 //epoll 模式更改(读写更改) static int epoll_mod(iop_base_t *base, int id, io_handle_t handle, unsigned int events) { iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(base->model_data); struct epoll_event ev; ev.data.u32 = id; ev.events = to_epoll_events(events); return epoll_ctl(iop_data->epfd, EPOLL_CTL_MOD, (int)handle, &ev); }
epoll事件派发 //epoll 事件派发 static int epoll_dispatch(iop_base_t * base, int timeout) { int i; int id = 0; iop_t *iop = NULL; //iop_base中取出模型数据 iop_epoll_data_t *iop_data = (iop_epoll_data_t *)(base->model_data); int n = 0; do{ n = epoll_wait(iop_data->epfd, iop_data->events, iop_data->nevents, timeout); }while((n < 0) && (errno == EINTR)); base->cur_time = time(NULL); for(i = 0; i < n; i++) { //取出iop的id id = (int)((iop_data->events)[i].data.u32); if(id >= 0 && id < base->maxio) { iop = (base->iops)+id; //这个宏是调用绑定在iop的事件回调函数（accept,read,write等） IOP_CB(base,iop,from_epoll_events(iop_data->events[i].events)); } } return n; }以上就是libiop事件驱动的核心结构和设计，做个简单的总结，如果我们要设计一个多路复用的事件驱动 基本结构是这样的 //eventEle是应用层管理的最小单元 int (*WRAFuc )(eventLoop* eventLoopP, int id, int mask, ...);
//mask为应用层自己定义的读写标记 struct eventEle { int socket; //关联的socket WRAFuc mPfunc; //读写接受等功能回调的函数 //读写缓冲区可自己封装 char readBuf[]; //读缓冲区 char writeBuff[]; //写缓冲区 };
//事件轮询的基本结构 struct eventLoop { eventEle * eventList; int maxfd; int lastActiveTime; iop_op_t op_imp; /*事件模型的内部实现*/ void * model_data; /*void 指针指向开辟的不同模型的数据*/ };
不同模型的操作进行封装成一个结构体， 结构体里面有添加，删除，更改，派发，释放的函数指针 struct tag_iop_op_t { const char *name; //模型名称 void (*base_free)(iop_base_t *); //资源释放的接口 int (*base_dispatch)(iop_base_t *, int); //模型调度接口 //添加事件 int (*base_add)(iop_base_t *, int, io_handle_t, unsigned int); //删除事件 int (*base_del)(iop_base_t *, int,io_handle_t); //修改事件 int (*base_mod)(iop_base_t *, int, io_handle_t, unsigned int); };这就是设计一个基本的事件驱动网络库的基本思路， 源代码下载地址：http://download.csdn.net/detail/secondtonone1/9517689 我的公众号：
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