c++ 如何在libuv中实现tcp服务器

2023-07-06 01:41:02 77

1、说明

libuv中实现tcpserver的步骤和原生socket步骤类似，回忆一下linux下原生socket实现tcpserver的步骤：

初始化socket环境，获取socket套接字；
bind()方法绑定套接字到本地IP；
listen()方法监听socket，获取新连接；
accept()方法接受客户端连接，返回客户端套接字；
recv()方法接受客户端的数据；
send()方法向客户端发送数据；
closesocket()方法关闭套接字；

libuv和原生socket编程类似，步骤和API与原生socket编程步骤类似，但是使用却变得简单了，处处使用回调函数使得编程变得简单了。

2、libuv的tcpserver

libuv对于tcp消息的处理，同样是基于stream的，步骤如下：

uv_tcp_init()建立tcp句柄；
uv_tcp_bind()方法绑定ip；
uv_listen()方法监听，有新连接时，调用回调函数；
uv_accept()方法获取客户端套接字；
uv_read_start()方法读取客户端数据；
uv_write()方法想客户端发送数据；
uv_close()关闭套接字；

3、API简介

附录是整个tcpserver的源代码，其中涉及到的一些API如下：

3.1、uv_tcp_init

初始化tcp对象

uv_tcp_tserver;
uv_tcp_init(loop,&server);//初始化tcpserver对象

3.2、uv_ip4_addr

structsockaddr_inaddr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0",DEFAULT_PORT,&addr);

将给定的ip地址和端口转换成sockaddr_in结构体，原生编程的时候，设置ip和端口需要至少五行，用这个方法可以简化操作

3.3、uv_tcp_bind

等同于原生API的bind()方法

uv_tcp_bind(&server,(conststructsockaddr*)&addr,0);

uv_tcp_bind()的第三个参数flag一般是0，如果想使用IP6，可以使用UV_TCP_IPV6ONLY

enumuv_tcp_flags{
/*Usedwithuv_tcp_bind,whenanIPv6addressisused.*/
UV_TCP_IPV6ONLY=1
};

3.4、uv_listen

uv_listen((uv_stream_t*)&server,128,on_new_connection);

类似listen()，开始监听

第二个参数表明内核的排队数，最后指定有新连接时的回调函数

当有新的连接进来时，就会触发on_new_connection回调

3.5、uv_connection_cb

uv_connection_cb是uv_listen的回调函数，其声明如下：

typedefvoid(*uv_connection_cb)(uv_stream_t*server,intstatus);

server参数为服务器句柄

status表示状态，小于0表示新连接有误

3.6、uv_accept

新连接触发回调函数之后，按照一般流程，需要使用accept()方法获取客户端句柄，libuv中使用uv_accept()，其声明如下：

intuv_accept(uv_stream_t*server,uv_stream_t*client)

在调用之前，client参数必须被初始化

返回值<0表示有误

示例：

uv_tcp_t*client=(uv_tcp_t*)malloc(sizeof(uv_tcp_t));//为tcpclient申请资源
uv_tcp_init(loop,client);//初始化tcpclient句柄
if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client)==0){
	do_some_thind();
}

3.7、uv_read_start

libuv中使用uv_read_start()方法从传入的stream中读取数据，声明如下：

intuv_read_start(uv_stream_t*stream,uv_alloc_cballoc_cb,uv_read_cbread_cb)

read_cb会被多次调用，直到数据读完，或者主动调用uv_read_stop()方法停止

该函数有两个回调函数，alloc_cb用于为新来的数据申请空间，申请的资源需要在read_cb中释放

这两个回调的声明如下：

typedefvoid(*uv_alloc_cb)(uv_handle_t*handle,size_tsuggested_size,uv_buf_t*buf);

typedefvoid(*uv_read_cb)(uv_stream_t*stream,ssize_tnread,constuv_buf_t*buf);

示例代码：

//负责为新来的消息申请空间
voidalloc_buffer(uv_handle_t*handle,size_tsuggested_size,uv_buf_t*buf){
buf->len=suggested_size;
buf->base=static_cast(malloc(suggested_size));
}
/**
*@brief:负责处理新来的消息
*@param:client
*@param:nread>0表示有数据就绪，nread<0表示异常，nread是有可能为0的，但是这并不是异常或者结束
*/
voidread_cb(uv_stream_t*client,ssize_tnread,constuv_buf_t*buf){
	do_somt_thing();
//释放之前申请的资源
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中的一种特殊的数据类型，和Redis的SDS有一点相似度，声明如下：

typedefstructuv_buf_t{
char*base;
size_tlen;
}uv_buf_t;

uv_buf_t可以使用uv_buf_init初始化

示例：

uv_buf_tuvBuf=uv_buf_init(buf->base,nread);//初始化write的uv_buf_t

3.9、uv_close

libuv中使用uv_close()方法关闭句柄，声明如下：

voiduv_close(uv_handle_t*handle,uv_close_cbclose_cb)

close_cb为关闭之后的回调，声明如下：

typedefvoid(*uv_close_cb)(uv_handle_t*handle);

代码示例：

voidon_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()方法发送数据，声明如下：

intuv_write(uv_write_t*req,uv_stream_t*handle,constuv_buf_tbufs[],
unsignedintnbufs,uv_write_cbcb);

req是需要传递给回调函数的数据，发送需要申请资源，并在回调函数中释放

handle是接受的客户端

bufs[]是一个uv_buf_t数组，可以一次添加多组数据，最终按照顺序发送

nbufs表示需要发送的数组元素个数，一般小于等于bufs的大小

3.11、uv_strerror

有些函数会有错误码，使用uv_strerror()方法获取错误码对应的描述

附录

源代码如下：

#include
#include
#include

uv_loop_t*loop;
#defineDEFAULT_PORT7000

//连接队列最大长度
#defineDEFAULT_BACKLOG128

//负责为新来的消息申请空间
voidalloc_buffer(uv_handle_t*handle,size_tsuggested_size,uv_buf_t*buf){
buf->len=suggested_size;
buf->base=static_cast(malloc(suggested_size));
}

voidon_close(uv_handle_t*handle){
if(handle!=NULL)
free(handle);
}

voidecho_write(uv_write_t*req,intstatus){
if(status){
fprintf(stderr,"Writeerror%s\n",uv_strerror(status));
}

free(req);
}

/**
*@brief:负责处理新来的消息
*@param:client
*@param:nread>0表示有数据就绪，nread<0表示异常，nread是有可能为0的，但是这并不是异常或者结束
*@author:sherlock
*/
voidread_cb(uv_stream_t*client,ssize_tnread,constuv_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_tuvBuf=uv_buf_init(buf->base,nread);//初始化write的uv_buf_t

//发送buffer数组，第四个参数表示数组大小
uv_write(req,client,&uvBuf,1,echo_write);

return;
}elseif(nread<0){
if(nread!=UV_EOF){
fprintf(stderr,"Readerror%s\n",uv_err_name(nread));
}else{
fprintf(stderr,"clientdisconnect\n");
}
uv_close((uv_handle_t*)client,on_close);
}

//释放之前申请的资源
if(buf->base!=NULL){
free(buf->base);
}
}

/**
*
*@param:serverlibuv的tcpserver对象
*@param:status状态，小于0表示新连接有误
*@author:sherlock
*/
voidon_new_connection(uv_stream_t*server,intstatus){
if(status<0){
fprintf(stderr,"Newconnectionerror%s\n",uv_strerror(status));
return;
}

uv_tcp_t*client=(uv_tcp_t*)malloc(sizeof(uv_tcp_t));//为tcpclient申请资源

uv_tcp_init(loop,client);//初始化tcpclient句柄

//判断accept是否成功
if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client)==0){
//从传入的stream中读取数据，read_cb会被多次调用，直到数据读完，或者主动调用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);
}
}

intmain(intargc,char**argv){
loop=uv_default_loop();

uv_tcp_tserver;
uv_tcp_init(loop,&server);//初始化tcpserver对象

structsockaddr_inaddr;

uv_ip4_addr("0.0.0.0",DEFAULT_PORT,&addr);//将ip和port数据填充到sockaddr_in结构体中

uv_tcp_bind(&server,(conststructsockaddr*)&addr,0);//bind

intr=uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);//listen

if(r){
fprintf(stderr,"Listenerror%s\n",uv_strerror(r));
return1;
}

returnuv_run(loop,UV_RUN_DEFAULT);
}

以上就是c++如何在libuv中实现tcp服务器的详细内容，更多关于libuv中实现tcp服务器的资料请关注毛票票其它相关文章！