高效并發(fā)的網(wǎng)絡(luò)框架大多離不開io多路復(fù)用函數(shù)，Linux下有三種

select

poll

epoll

關(guān)于三者的區(qū)別可以參考 linux網(wǎng)絡(luò)編程—–幾種服務(wù)器模型及io多路復(fù)用函數(shù)
前段時間看Libevent源碼時也學(xué)習(xí)過對epoll/poll/select的封裝，但是畢竟c語言寫的庫，是通過函數(shù)指針實現(xiàn)多態(tài)。我學(xué)習(xí)的muduo源碼是c++11版本的，利用c++進行封裝。

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首先復(fù)習(xí)一下C++面向?qū)ο蠛突趯ο蟮膮^(qū)別

• 面向?qū)ο?
  
  • 面向?qū)ο蟮娜筇攸c：封裝，繼承，多態(tài)缺一不可
  • 封裝：數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的函數(shù)統(tǒng)一起來，封裝在一個class中
  • 繼承：通過繼承某個類派生出一個新類，被繼承的類稱作基類，派生出的類稱作派生類。派生類是對基類的補充，二者之間滿足一定的歸屬關(guān)心，如動物（基類），鳥（派生類）。繼承可以是public/private/protected繼承，也可以是虛繼承（用于解決多重繼承帶來的重復(fù)問題），基類可以是抽象基類（不能被實例化），但是派生類需要重新實現(xiàn)基類定義的每個純虛函數(shù)。
  • 多態(tài)：在繼承的基礎(chǔ)上通過基類指針指向派生類的實例化對象，達(dá)到調(diào)用派生類虛函數(shù)的目的，多態(tài)又被叫做運行時多態(tài)，是在運行期根據(jù)基類指針實際指向的對象類型判斷調(diào)用哪個函數(shù)的方式。
• 基于對象
  
  • 無繼承，無多態(tài)，只有封裝
  • 利用類封裝好的接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的操作

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如何禁止編譯器自動生成拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值運算符

• 繼承boost::noncopyable
• 自定義空基類，基類中將兩個函數(shù)放在private域，派生類private繼承該基類
• 在自己的private域中聲明兩個函數(shù)，不予實現(xiàn)

c++11版本采用第2中，boost版本采用第1中，第三種效果不好，因為錯誤是在鏈接期發(fā)現(xiàn)，前兩個是在編譯期

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現(xiàn)如今大多C++程序都是基于對象的，面向?qū)ο笾辉谡麄€程序中占一小部分比重。
muduo采用的也是基于對象的手法，但是對io多路復(fù)用的封裝采用的是面向?qū)ο?#xff0c;即定義一個基類，派生出不同的派生類。muduo只派生了poll/epoll兩個類封裝，因為二者在實現(xiàn)上有相似性，可以共用基類。

基類Poller主要用于設(shè)計統(tǒng)一接口，兩個派生類EPollPoller/PollPoller用于實現(xiàn)各自的操作，Poller定義如下

/* 禁止編譯器自動生成拷貝構(gòu)造函數(shù)/賦值操作運算符 */ class Poller : noncopyable {public:typedef std::vector<Channel*> ChannelList;Poller(EventLoop* loop);virtual ~Poller();/// Polls the I/O events./// Must be called in the loop thread./* * 監(jiān)聽函數(shù)，對于epoll是epoll_wait，對于poll是poll * 返回epoll_wait/poll返回的時間*/virtual Timestamp poll(int timeoutMs, ChannelList* activeChannels) = 0;/// Changes the interested I/O events./// Must be called in the loop thread./* 更新監(jiān)聽事件，增刪改對fd的監(jiān)聽事件 */virtual void updateChannel(Channel* channel) = 0;/// Remove the channel, when it destructs./// Must be called in the loop thread./* 刪除監(jiān)聽事件 */virtual void removeChannel(Channel* channel) = 0;virtual bool hasChannel(Channel* channel) const;static Poller* newDefaultPoller(EventLoop* loop);void assertInLoopThread() const{ownerLoop_->assertInLoopThread();}protected:/* * Channel，保存fd和需要監(jiān)聽的events，以及各種回調(diào)函數(shù)（可讀/可寫/錯誤/關(guān)閉等）* 類似libevent的struct event*/typedef std::map<int, Channel*> ChannelMap;/* 保存所有事件Channel，類似libevent中base的注冊隊列 */ChannelMap channels_;private:/* * EventLoop，事件驅(qū)動主循環(huán)，用于調(diào)用poll函數(shù)* 類似libevent的struct event_base*/EventLoop* ownerLoop_; };

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類中采用前向聲明，即在定義Poller之前聲明一下class Channel;，用處是避免讓頭文件#include <muduo/net/Channel.h>從而增加依賴性，因為頭文件中并沒有使用Channel，只是定義了這個類型的變量，所以只聲明就好了，而在成員函數(shù)的實現(xiàn)中需要使用Channel的接口，這就需要讓編譯器知道Channel是怎么定義的，就需要在.cpp文件中#include <muduo/net/Channel.h>。另外，因為Channel是Poller的成員變量，當(dāng)Poller析構(gòu)時也會調(diào)用Channel的析構(gòu)函數(shù)，這就需要讓編譯器知道Channel析構(gòu)函數(shù)的定義，所以Poller的析構(gòu)函數(shù)需要在.cpp中定義。
以上也是大多muduo類采用的方法，這種方法可以降低依賴關(guān)系，如果Channel文件改變，不需要重新編譯Poller文件

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派生類EPollPoller的實現(xiàn)就是重新實現(xiàn)基類Poller聲明的純虛函數(shù)，簡單的調(diào)用epoll的接口。在poll返回后也會將就緒的fd（muduo是由Channel管理，libevent是由struct event管理）添加到激活隊列中

/** 對epoll函數(shù)的封裝，繼承自Poller*/ class EPollPoller : public Poller {public:EPollPoller(EventLoop* loop);virtual ~EPollPoller();/* epoll_wait */ virtual Timestamp poll(int timeoutMs, ChannelList* activeChannels);/* ADD/MOD/DEL */ virtual void updateChannel(Channel* channel);/* DEL */virtual void removeChannel(Channel* channel);private:static const int kInitEventListSize = 16;/* EPOLL_CTL_ADD/MOD/DEL轉(zhuǎn)成字符串 */static const char* operationToString(int op);/* epoll_wait返回后將就緒的文件描述符添加到參數(shù)的激活隊列中 */void fillActiveChannels(int numEvents,ChannelList* activeChannels) const;/* 由updateChannel/removeChannel間接調(diào)用，執(zhí)行epoll_ctl */void update(int operation, Channel* channel);typedef std::vector<struct epoll_event> EventList;int epollfd_;EventList events_; };

類的聲明中的EventList記錄著所有監(jiān)聽的epoll_event，.cpp中就是實現(xiàn)上述函數(shù)，進行增刪改等，主要記錄一些沒接觸過的知識

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epoll_create1

int epoll_create(int size);- 創(chuàng)建epollfd，早期linux引入的創(chuàng)建監(jiān)聽epollfd的函數(shù)，傳入的參數(shù)size作為給內(nèi)核的一個提示 - 內(nèi)核會根據(jù)這個size分配一塊這么大的數(shù)據(jù)空間用來監(jiān)聽事件(struct epoll_event) - 當(dāng)在使用的過程中出現(xiàn)大于size的值時，內(nèi)核會重新分配內(nèi)存空間。 - 目前這個size已經(jīng)沒有作用，內(nèi)核可以動態(tài)改變數(shù)據(jù)空間大小，但仍然需要傳入大于0的數(shù) int epoll_create1(int flag);- 創(chuàng)建epollfd，新版linux引入的函數(shù)，當(dāng)flag為0時和不帶size的epoll_create效果一樣 - 目前flag只支持EPOLL_CLOEXEC，在創(chuàng)建的過程中將返回的epollfd描述符設(shè)置CLOSE-ON-EXEC屬性 - 當(dāng)程序exec執(zhí)行新程序時自動close epollfd

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static_assert

static_assert(bool flag, char *msg);- 編譯期斷言，程序在編譯的過程中執(zhí)行 - 若flag為真，什么也不做 - 若flag為假，產(chǎn)生一條編譯錯誤，輸出錯誤信息msg，錯誤位置為當(dāng)前行號 static_assert可以增加編譯期對程序的控制，準(zhǔn)確定位出錯的可能

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assert

assert(bool flag);- 運行期DEBUG模式下的斷言- 若flag為真，什么也不做- 若flag為假，終止程序注意assert只有在debug模式下才會有效，在release模式下這條語句就被編譯器刪除了 對此，通常在assert后面有一個(void)n;等語句int fd = channel_->fd(); assert(channels_[fd] == channel); (void)fd; 如果以release模式下運行，assert被刪除，編譯器會發(fā)出警告通知，提示變量fd未使用 而如果在設(shè)置編譯條件時將警告提升為錯誤，那么編譯就不會繼續(xù)進行 (void)fd;意為將fd轉(zhuǎn)為void類型，簡單使用一下fd，消除警告

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的muduo网络库学习（一）对io复用的封装Poller，面向对象与基于对象的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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