目錄
1、說明
libuv 中實現 tcp server 的步驟和原生 socket 步驟類似，回憶一下 linux 下原生 socket 實現 tcp server 的步驟：
- 初始化 socket 環境，獲取 socket 套接字；
- bind() 方法繫結套接字到本地IP；
- listen() 方法監聽 socket，獲取新連線；
- accept() 方法接受客戶端連線，返回客戶端套接字；
- recv() 方法接受客戶端的資料；
- send() 方法向客戶端傳送資料；
- closesocket() 方法關閉套接字；
libuv 和原生 socket 程式設計類似，步驟和API與原生 socket 程式設計步驟類似，但是使用卻變得簡單了，處處使用回撥函式使得程式設計變得簡單了。
2、libuv的tcp server
libuv 對於 tcp 訊息的處理，同樣是基於 stream 的，步驟如下：
- uv_tcp_init() 建立 tcp 控制程式碼；
- uv_tcp_bind() 方法繫結ip；
- uv_listen() 方法監聽，有新連線時，呼叫回撥函式；
- uv_accept() 方法獲取客戶端套接字；
- uv_read_start() 方法讀取客戶端資料；
- uv_write() 方法想客戶端傳送資料；
- uv_close() 關閉套接字；
3、API簡介
附錄是整個 tcp server 的原始碼，其中涉及到的一些 API 如下：
3.1、uv_tcp_init
初始化 tcp 物件
uv_tcp_t server;
uv_tcp_init(loop, &server);//初始化tcp server物件
3.2、uv_ip4_addr
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);
將給定的ip地址和埠轉換成sockaddr_in結構體，原生程式設計的時候，設定ip和埠需要至少五行，用這個方法可以簡化操作
3.3、uv_tcp_bind
等同於原生API的 bind() 方法
uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr *) &addr, 0);
uv_tcp_bind() 的第三個引數 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);
類似 listen() ，開始監聽
第二個參數列明核心的排隊數，最後指定有新連線時的回撥函式
當有新的連線進來時，就會觸發 on_new_connection 回撥
3.5、uv_connection_cb
uv_connection_cb 是 uv_listen 的回撥函式，其宣告如下：
typedef void (*uv_connection_cb)(uv_stream_t* server, int status);
server 引數為伺服器控制程式碼
status 表示狀態，小於0表示新連線有誤
3.6、uv_accept
新連線觸發回撥函式之後，按照一般流程，需要使用 accept() 方法獲取客戶端控制程式碼，libuv 中使用 uv_accept()，其宣告如下：
int uv_accept(uv_stream_t* server, uv_stream_t* client)
在呼叫之前，client 引數必須被初始化
返回值 <0 表示有誤
示例：
uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *) malloc(sizeof(uv_tcp_t));//為tcp client申請資源
uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client控制程式碼
if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) {
do_some_thind();
}
3.7、uv_read_start
libuv 中使用 uv_read_start() 方法從傳入的 stream 中讀取資料，宣告如下：
int uv_read_start(uv_stream_t* stream, uv_alloc_cb alloc_cb, uv_read_cb read_cb)
read_cb 會被多次呼叫，直到資料讀完，或者主動呼叫 uv_read_stop() 方法停止
該函式有兩個回撥函式，alloc_cb 用於為新來的資料申請空間，申請的資源需要在 read_cb 中釋放
這兩個回撥的宣告如下：
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);
示例程式碼：
//負責為新來的訊息申請空間
void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) {
buf->len = suggested_size;
buf->base = static_cast<char *>(malloc(suggested_size));
}
/**
* @brief: 負責處理新來的訊息
* @param: client
* @param: nread>0表示有資料就緒，nread<0表示異常，nread是有可能為0的，但是這並不是異常或者結束
*/
void read_cb(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) {
do_somt_thing();
//釋放之前申請的資源
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 中的一種特殊的資料型別，和 Redis 的 SDS 有一點相似度，宣告如下：
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() 方法關閉控制程式碼，宣告如下：
void uv_close(uv_handle_t* handle, uv_close_cb close_cb)
close_cb 為關閉之後的回撥，宣告如下：
typedef void (*uv_close_cb)(uv_handle_t* handle);
程式碼示例：
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() 方法傳送資料，宣告如下：
int uv_write(uv_write_t* req, uv_stream_t* handle, const uv_buf_t bufs[],
unsigned int nbufs, uv_write_cb cb);
req 是需要傳遞給回撥函式的資料，傳送需要申請資源，並在回撥函式中釋放
handle 是接受的客戶端
bufs[] 是一個 uv_buf_t 陣列，可以一次新增多組資料，最終按照順序傳送
nbufs 表示需要傳送的陣列元素個數，一般小於等於 bufs 的大小
3.11、uv_strerror
有些函式會有錯誤碼，使用 uv_strerror() 方法獲取錯誤碼對應的描述
附錄
原始碼如下：
#include <stdio.h>
#include <uv.h>
#include <stdlib.h>
uv_loop_t *loop;
#define DEFAULT_PORT 7000
//連線佇列最大長度
#define DEFAULT_BACKLOG 128
//負責為新來的訊息申請空間
void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) {
buf->len = suggested_size;
buf->base = static_cast<char *>(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: 負責處理新來的訊息
* @param: client
* @param: nread>0表示有資料就緒，nread<0表示異常，nread是有可能為0的，但是這並不是異常或者結束
* @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
//傳送buffer陣列，第四個參數列示陣列大小
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);
}
//釋放之前申請的資源
if (buf->base != NULL) {
free(buf->base);
}
}
/**
*
* @param: server libuv的tcp server物件
* @param: status 狀態，小於0表示新連線有誤
* @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));//為tcp client申請資源
uv_tcp_init(loop, client);//初始化tcp client控制程式碼
//判斷accept是否成功
if (uv_accept(server, (uv_stream_t *) client) == 0) {
//從傳入的stream中讀取資料，read_cb會被多次呼叫，直到資料讀完，或者主動呼叫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物件
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);//將ip和port資料填充到sockaddr_in結構體中
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);
}