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项目介绍 | 项目特点 | 开发环境 | 并发模型 | 构建项目 | 运行案例 | 模块讲解 |
本项目是参考 muduo 实现的基于 Reactor 模型的多线程网络库。使用 C++ 11 编写去除 muduo 对 boost 的依赖,内部实现了一个小型的 HTTP 服务器,可支持 GET 请求和静态资源的访问,且附有异步日志监控服务端情况。
项目已经实现了 Channel 模块、Poller 模块、事件循环模块、HTTP 模块、定时器模块、异步日志模块、内存池模块、数据库连接池模块。
- 底层使用 Epoll + LT 模式的 I/O 复用模型,并且结合非阻塞 I/O 实现主从 Reactor 模型。
- 采用「one loop per thread」线程模型,并向上封装线程池避免线程创建和销毁带来的性能开销。
- 采用 eventfd 作为事件通知描述符,方便高效派发事件到其他线程执行异步任务。
- 基于自实现的双缓冲区实现异步日志,由后端线程负责定时向磁盘写入前端日志信息,避免数据落盘时阻塞网络服务。
- 基于红黑树实现定时器管理结构,内部使用 Linux 的 timerfd 通知到期任务,高效管理定时任务。
- 遵循 RALL 手法使用智能指针管理内存,减小内存泄露风险。
- 利用有限状态机解析 HTTP 请求报文。
- 参照 Nginx 实现了内存池模块,更好管理小块内存空间,减少内存碎片。
- 数据库连接池可以动态管理连接数量,及时生成或销毁连接,保证连接池性能。
- 操作系统:
Ubuntu 18.04.6 LTS
- 编译器:
g++ 7.5.0
- 编辑器:
vscode
- 版本控制:
git
- 项目构建:
cmake 3.10.2
项目采用主从 Reactor 模型,MainReactor 只负责监听派发新连接,在 MainReactor 中通过 Acceptor 接收新连接并轮询派发给 SubReactor,SubReactor 负责此连接的读写事件。
调用 TcpServer 的 start 函数后,会内部创建线程池。每个线程独立的运行一个事件循环,即 SubReactor。MainReactor 从线程池中轮询获取 SubReactor 并派发给它新连接,处理读写事件的 SubReactor 个数一般和 CPU 核心数相等。使用主从 Reactor 模型有诸多优点:
- 响应快,不必为单个同步事件所阻塞,虽然 Reactor 本身依然是同步的;
- 可以最大程度避免复杂的多线程及同步问题,并且避免多线程/进程的切换;
- 扩展性好,可以方便通过增加 Reactor 实例个数充分利用 CPU 资源;
- 复用性好,Reactor 模型本身与具体事件处理逻辑无关,具有很高的复用性;
安装Cmake
sudo apt-get update
sudo apt-get install cmake
下载项目
git clone [email protected]:Shangyizhou/tiny-network.git
执行脚本构建项目
cd ./tiny-network && bash build.sh
这里以一个简单的回声服务器作为案例,EchoServer
默认监听端口为8080
。
cd ./example
./EchoServer
执行情况:
http
模块有一个小型的HTTP
服务器案例,也可以执行。其默认监听8080
:
cd ./src/http && ./HttpServer
这里的某些模块会配置 muduo 源码讲解,有些使用的是本项目的源码,不过实现思路是一致的。
- 计划使用 std::chrono 实现底层时间戳
- 使用优先级队列管理定时器结构
- 覆盖更多的单元测试
- 《Linux高性能服务器编程》
- 《Linux多线程服务端编程:使用muduo C++网络库》
- https://github.com/chenshuo/muduo