（P44-P45）muduo庫使用例子（三）：聊天伺服器

文章目錄

• • 1.聊天伺服器
  • 2.消息格式
  • 3.時序圖
  • 4.通過程式設計技巧降低鎖競争和提高并發效率

1.聊天伺服器

• 聊天伺服器（MuduoManual.pdf P66）

  （1）examples/asio/chat/server.cc 單線程

  （2）examples/asio/chat/server_threaded.cc，多線程TcpServer，并用mutex來保護共享資料mutex，由于mutex的存在，多線程并不能并發執行

  （3）examples/asio/chat/server_threaded_efficient.cc,借shared_ptr實作copy-on-write的手法來降低鎖競争

  （4）examples/asio/chat/server_threaded_highperformance.cc，采用thread local變量實作多線程高效轉發

• 聊天伺服器示意圖

  服務端收到用戶端的hello消息，服務端轉發hello消息到C1，C2，C3用戶端

  

2.消息格式

• 消息分為標頭與包體，每條消息有一個4位元組的頭部，以網絡序存放字元串的長度。包體是一個字元串，字元串也不一定以’\0’結尾。比方說有兩條消息"hello"和"chenshuo"，那麼打包後的位元組流是：

• 0x00,0x00,0x00,0x05, ‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’,0x00,0x00,0x00,0x08,‘c’,‘h’, ‘e’,‘n’,‘s’,‘h’,‘u’,‘o’

  共21位元組。

  對于傳輸層來講這是一個位元組流，是沒有邊界的。在應用層将其解析出來，解析成2條消息，先解析標頭，再解析包體，這才是一條完整的消息

3.時序圖

• coder decoder組合以下就是codec編解碼，前者取前2個字元，後者取前3個字元；

  LengthHeaderCodec就是對聊天伺服器的消息進行編解碼；

  （1）當可讀事件到來，回調LengthHeaderCodec中的onMessage，然後對收到的消息進行解碼decode，先解析標頭，再解析包尾，然後再把包體的字元串傳給ChatServer，回調onStringMessage；

  （）ChatServer收到消息，将其轉發給線上的用戶端，調用LengthHeaderCodec::send()，因為要進行編碼（標頭+包體），send(Buffer)發送給線上的用戶端

  

• eg：44\jmuduo\examples\asio\chat\server.cc----------單線程版本

  44\jmuduo\examples\asio\chat\codec.h

  44\jmuduo\examples\asio\chat\client.cc

  44\jmuduo\examples\asio\chat\server_threaded.cc----------多線程版本

• eg測試：單線程：44\jmuduo\examples\asio\chat\server.cc

  44\jmuduo\examples\asio\chat\client.cc

• 測試：服務端

  

  用戶端1

  

  

  用戶端2

  

  

4.通過程式設計技巧降低鎖競争和提高并發效率

• 問題：45\jmuduo\examples\asio\chat\server_threaded.cc，多線程TcpServer，并用mutex來保護共享資料mutex，由于mutex的存在，多線程并不能并發執行，而是串行的。因而存在較高的鎖競争，效率比較低。

  （1）eg：C1向伺服器端發送一條消息hello，伺服器通過一個IO線程轉發給所有的用戶端，與此同時C2向伺服器端發送一條消息hello2，伺服器端通過另一個IO線程轉發給所有用戶端，由于鎖的存在，這兩個線程并不能并發執行，而是串行的。這個時候，用戶端數目比較大，第二條消息hello2到達各個用戶端的延遲也比較大。

  （2）大并發的一個殺手就是鎖競争

• examples/asio/chat/server_threaded_efficient.cc,借shared_ptr實作copy-on-write的手法來降低鎖競争

  （1）shared_ptr是引用計數智能指針，如果目前隻有一個觀察者，那麼引用計數為1,可以用shared_ptr::unique()來判斷（為真引用計數為1，否則不為1；shared_ptr共享資源既有讀端，也有寫端）

  （2）對于write端，如果發現引用計數為1（隻有一個寫者來通路它），這時可以安全地修改對象，不必擔心有人在讀它。

  （3）對于read端，在讀之前把引用計數加1，讀完之後減1，這樣可以保證在讀的期間其引用計數大于1，可以阻止并發寫。

  （4）比較難的是，對于write端，如果發現引用計數大于1，該如何處理?既然要更新資料，肯定要加鎖，如果這時候其他線程正在讀，那麼不能在原來的資料上修改，得建立一個副本，在副本上修改，修改完了再替換。如果沒有使用者在讀，那麼可以直接修改。

• eg：45\jmuduo\examples\asio\chat\server_threaded_efficient.cc

  45\jmuduo\examples\asio\chat\server_threaded_highperformance.cc