muduo

講講muduo的channel

對比一下，epoll在監聽fd及其發生事件的時候，需要透過epoll_ctl將fd和該fd感興趣的事件註冊到epoll多路複用模組中。當epoll監聽到事件發生後，會將發生事件的fd和fd對應的事件返回(透過event結構體)。
channel類採用面對物件的思想，對fd，fd感興趣的事件以及監聽到具體發生的事件封裝起來。同時channel儲存了不同事件對應的處理函式。
channel提供了修改感興趣事件的方法，設定處理函式的方法，以及發生不同事件時呼叫不同處理函式的方法。

channel包裝了事件，那麼事件的分發交給誰？

channel的分發由eventloop負責，每個channel都會屬於一個eventloop。channel類中會有一個eventloop指標。

channel提供了對感興趣事件的修改，那修改後是如何通知到多路複用元件的？

channel提供了update方法，該方法會透過eventloop呼叫到poller，poller來更新

channel會和一個具體的tcp connection繫結，是怎麼判斷tcp connection是不是存在的呢？

channel會用一個weak_ptr指向一個物件，在呼叫自己處理事件的函式時，會使用weak_ptr.lock方法嘗試轉化為一個shared_ptr方法。如果成功說明物件存在，不成功說明物件失敗。

muduo庫支援什麼樣的多路複用元件？

muduo庫支援Poller和EPollPoller，我只實現了EPollPoller。

EPollPoller類提供了什麼樣的功能？

對比一下，epoll在監聽fd及其發生事件的時候，需要透過epoll_ctl將fd和該fd感興趣的事件註冊到epoll多路複用模組中。當epoll監聽到事件發生後，會將發生事件的fd和fd對應的事件返回(透過event結構體)。
EpollPoller採用面對物件的思想將epoll封裝了起來，將epoll_create封裝在EpollPoller的建構函式中，epoll_ctl封裝在update中，epoll_wait封裝在poll中。

epoll函式需要一個epoll_event陣列儲存返回的事件，你在封裝中使用的是什麼？為什麼？

我在封裝中使用的vector，vector具備動態擴容的機制。當返回活躍事件的個數等於vector長度的時候，動態擴容為原來的兩倍。該步封裝在了epoll_ctl中。

poller怎麼更新channel的？

poller根據透過index來。
channel中會儲存一個index，該index表示channel所處的狀態。-1表示新的channel，1新增，2刪除。
如果當前channel，是沒有被新增過或者是刪除狀態，則將其用add新增。並修改狀態位新增。
否則，判斷有沒有感興趣的事件型別，沒有則直接設定為刪除狀態。有則，使用mod修改，不改變狀態。
注意index的設定是透過poller來的。

Epollpoller怎麼返回感興趣的事件？

在註冊到epoll中的時候，event_data中的ptr會攜帶對應的channel指標。從而在返回感興趣的事件中，直接用指標能得到channel物件。

為什麼更新需要index？

判斷channel的狀態，邏輯呼叫清晰。

epollPoller刪除channel怎麼刪除的？

從poller map中儲存的刪除對應的channel，根據狀態在多路複用元件上刪除對應的channel。將channel狀態設定為new。

muduo庫eventloop類是怎麼設計的？用來幹什麼？

採用面對物件的設計思想，設計了channel和poller兩個元件。還需要一個類將它們排程起來，eventloop類是網路伺服器中負責迴圈的重要模組，它能做到持續監聽、持續獲取監聽結果、持續處理監聽結果對應的事件。

eventLoop經常向其他loop註冊事件執行，是透過哪些成員達成這一目的的？

eventLoop中有兩個比較的成員，一個是wakeupFd，一個是pendingFunctors。在eventLoop初始化的時候，wakeupFd就被註冊到了eventLoop自己所屬的poller中，並關注epollin讀事件。此後想要喚醒eventLoop，則向該wakeupFd寫入資料。
同時，會向loop的pendingFunctors中添入想要執行的回撥函式。
eventLoop迴圈被喚醒後，會去執行pendingFunctors中的所有回撥函式。
這裡的wakeupFd使用的是eventFd。

eventloop的loop迴圈中執行了哪些方法？

執行了兩種方法，一種是channel發生並註冊的對應事件，一種是其餘loop新增的回撥函式。

eventloop採用了one loop per thread的方法，如何保證新增的回撥loop在對應的執行緒中執行呢？

muduo庫儲存了一個執行緒區域性變數threadId，並將該值儲存在了eventloop物件中。判斷的時候讀取當前threadId和eventloop中的threadId進行比較，如果一致就執行。不一致，加入到pendingFunctors中，並喚醒對應的eventloop執行。

muduo的one loop per thread設計是怎麼實現的？

muduo有一個EventLoopThread，其中儲存了loop物件和thread的物件，它們是一對一的。
具體的，EventLoopThread的stratLoop方法，會啟動該thread物件的執行。thread物件繫結的執行緒方法會在棧上建立一個EventLoop物件並將其loop方法開啟，之後返回EventLoop物件的執行。兩者之間透過鎖和訊號量同步。
該loop物件是放線上程的棧中的，會隨著執行緒消亡而消亡，其所對應的EventLoop物件也會消亡。

怎麼防止一個執行緒建立多個eventloop？

eventloop中設定一個執行緒 thread local變數。是指標。 指標指向該執行緒建立好的eventloop變數，如果不為null，則說明已經建立好了。

muduo庫會建立無數個執行緒嗎？

不會，muduo提供了一個EventLoopThreadPool類。該類是一個EventLoopThread執行緒池。這個類在開始的時候會指定執行緒的個數。並透過start方法，將所有執行緒啟動，並儲存每個執行緒的eventloop指標。

EventLoopThreadPool作用在哪裡？

它有一個getNextLoop方法，透過輪詢的方式，返回一個loop，共baseloop使用。

Acceptor類做了什麼事情？

類比我們在開發一個普通server的時候，需要建立一個socket，將該socket和ip地址+port繫結，並開啟為監聽狀態。當有新連線來臨的時候，呼叫accept接受連線。
因此Acceptor類中有一個socket用來監聽連線，該socket被封裝為channel並註冊在poller中。於是，有一個acceptChannel和一個eventloop。
該eventloop執行在baseloop中。
當acceptChannel被註冊在poller中時，會關注它的讀事件，讀回撥是建立方為它設定的。其實際作用是，選擇一個subloop，將新連線新增到他的poller中。

TcpServer類做了什麼事情？

TcpServer中有一個loop物件，該loop為baseloop，tcpserver的acceptor物件執行在baseloop上。當有新的連線透過acceptor返回後，會被TcpServer打包成一個tcpconnection物件。
之後TcpServer從自己所擁有的執行緒池執行緒中選擇一個執行緒，使用其中的loop，稱為subloop來服務該tcpconnection。當其套接字發生相應的事件，執行相應的回撥。
所以，TcpServer中有loop物件，acceptor物件，EventLoopThreadPool執行緒池和tcpconnection連線。

Acceptor是在tcpserver中的，它會接受新的連線，這個回撥是TcpServer設定的，具體講講。

這個回撥函式是TcpServer中的newConnection。該函式將本端（呼叫系統函式）和對端（傳入）ip+port得到，之後從執行緒池裡面輪詢得到一個eventloop。之後，構造一個tcpconnection物件。將該物件的各種資訊回撥設定給tcpconnection。注意，這裡的回撥比較有意思，其傳遞鏈為使用者設定給TcpServer=>TcpConnection=>Channel=>Poller=>notify channel呼叫回撥。
並透過得到的eventloop，非同步執行TcpConnection的connectEstablished。該方法是將tcpconnection放到subloop中執行。

TcpServer有個啟動過程，啟動的時候他幹了什麼？

啟動的時候，先啟動subloop執行緒池，再將acceptor的accept fd開啟listen，並在loop的epoll中使能讀事件。

你說了建立，tcpconnection的關閉回撥的連線是客戶給的嗎？

不是，是tcpserver自己設定的。它會在自己記錄的map中去掉tcpconnection，同時在ioloop中喚醒，並呼叫TcpConnection::connectDestroyed方法。

說說TcpConnection類

類比我們在開發一個普通server的時候，當有一個新的連線到來的時候，我們會接受連線並將其註冊到epoll中。TcpConnection對新來的連線進行了封裝。
它擁有的物件為連線的socket，將socket封裝的channel，以及server設定的連線，讀寫等等回撥函式。

TcpConnection傳送資料的方法怎麼呼叫的？在哪裡呼叫？

send方法可以使用在定義server onMessage的時候。
send中有sendInLoop的函式，該函式在同步/非同步的狀態下執行傳送資訊的操作。
進入sendInLoop的邏輯中，若第一次傳送資料，則使用write系統函式向channel的fd中寫資料。
如果傳送完成，則在loop中註冊一個寫完成的回撥。
如果沒有傳送完成，則將讓channel關注寫操作，並喚醒epoll，執行寫操作。
（注意：這裡會對緩衝區的資料長度做判斷（原有的+新來的），如果超過了水位線，則觸發高水位回撥。）
channel寫操作，它將buffer中的資料僅可能的寫，如果寫完了，則關閉寫事件，並執行一個寫結束回撥。

TcpConnection呼叫shutdown是什麼時候？它是怎麼執行的？

shutdown方法可以使用在定義server onMessage的時候，傳送完訊息。
在自己的執行緒執行shutDownInLoop。
如果channel沒有寫事件，則說明channel裡面沒有資料。關閉socket的寫端，會觸發epoll中的EPOLLUP事件，呼叫closeback回撥。該closeback是tcp的handelclose（置為關閉狀態，取消所有感興趣的事件）方法。
這裡有一點比較有趣，如果還有在寫的操作，shutDownInLoop不會執行。只是在這裡設定為了kDisconnecting。在write寫完資料之後，會判斷狀態，如果是kDisconnecting再去執行shutdownInLoop。

TcpConnection呼叫connectEstablished是什麼時候？它是怎麼執行的？

Tcpserver呼叫了這個方法，當連線到來後，在初始化該資源後，server會強制執行該方法。
連線成功，將connecting改編為connected。
將channel與tcpconnection繫結，防止conn被銷燬後，還在channel中呼叫。
註冊channel讀事件。呼叫連線建立的回撥。

TcpConnection呼叫connectDestroyed是什麼時候？它是怎麼執行的？

該方法透過tcpserver的removeConnection最終被註冊到了TcpConnection的closeCallBack中。
設定狀態為斷開連線。將channel所有感興趣的事件關閉。將channel從poller中刪除。

TcpConnection有不同的註冊事件，分別的作用是什麼講講？

handleRead讀資料讀到buffer中，呼叫設定好的messageCallback_。如果讀到資料為0，說明觸發讀事件但是沒有發過來的了，則呼叫handelclose關閉。
handleWrite從buffer將資料寫到fd中。寫之後，判斷有沒有都寫完，寫完呼叫一個全部完成的回撥。如果狀態正在等待關閉連線，再去執行shutdownInLoop。
handclose設定為關閉狀態。

TcpConnection繼承自enable_shared_from_this，為什麼？

TcpConnection是唯一一個繼承自enable_shared_from_this的類。
TcpConnection的生命週期比較模糊，庫使用方會看到TcpConnection，同時由於回撥函式的鏈條為：TcpServer=>TcpConnection=>Channel=>Poller=>notify channel。庫使用方在構造TcpServer的時候，會寫好連線建立/斷開，可讀寫事件的回撥，該回撥中的事件需要使用TcpConnection。為了防止TcpConnection物件銷燬帶來的函式呼叫錯誤，使用shared_from_this()方法將智慧指標傳遞到這些事件回撥中，從而實現合理的生存期控制。

TcpConnection定義了不同的狀態，你能講講在什麼時候設定的嗎？

建立的時候設定成了kConnecting
在將channel與tcpconnection繫結，並將其設定為關注讀事件後，設定為kConnected。
在呼叫shutdown後，變為kDisconnecting狀態。
在觸發closeback後，變為kDisconnected狀態。
設定這些狀態是有用的，比如在寫訊息的時候，如果狀態正在等待關閉連線，說明之前想要關閉連線的時候，因為寫操作沒有關閉，現在再去執行shutdownInLoop。

channel有個buffer類，說說這個類。

Buffer類封裝了使用者緩衝區，以及向其中讀寫資料等方法。
初始化狀態。CheapPrepend記錄整塊資料的長度。
一段時間後，向buffer中寫入資料。資料分割槽為read(可讀)，write(可寫)。其中，readIdx標誌可讀區域起始位置，writeIdx標誌可寫區域起始位置。
從可讀區域中讀取一部分資料後，會有部分buffer區域空閒。
繼續向資料區寫入資料，可讀區域變大，但是超出了buffer的大小。但是算上空白區域，buffer還可以容納整個資料。
整體資料向前調整。
繼續寫入資料，但是這次算上空白區域也無法滿足資料要求，則擴容。