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Muduo库源码剖析(一)——Channel

说明

本源码剖析是在muduo基础上，保留关键部分进行改写分析。

要点总结

事件分发器 event dispatcher中最重要的两个类型 channel 和 Poller

Channel可理解为通道，poller往通道传输数据(事件发生情况)。

EventLoop包含多个channel 和一个 Poller；

Channel相当于是对socket的事件处理封装，包含了socket的详细信息，scoket以及感兴趣的事件都在channel里；

channel是muduo库负责注册读写事件的类，并保存了fd读写事件发生时调用的回调函数，如果poll/epoll有读写事件发生则将这些事件添加到对应的通道中。

• 一个channel对应唯一EventLoop，一个EventLoop可以有多个channel。

• Channel类不负责fd的生存期，fd的生存期是由socket决定的，断开连接关闭描述符。

• 当有fd返回读写事件时，调用提前注册的回调函数处理读写事件

• 头文件中只给类的前置声明，而在源文件中再给出头文件包含，因为源文件会被编程动态库.so, 减少对外暴露

• weak_ptr 用于观察绑定对象的状态，并且可以尝试提升为shared_ptr

Channel这个模块对应Reactor模型上的 Demultiplex （多路复用器）

重点代码详解

// Channel.h
#pragma once#include "noncopyable.h"
#include "Timestamp.h"#include <functional>
#include <memory>// 头文件中只给类的前置声明，而在源文件中再给出头文件包含
// 因为源文件会被编程动态库.so, 减少对外暴露
class EventLoop;class Channel : noncopyable
{
public:using EventCallback = std::function<void()>;using ReadEventCallback = std::function<void(Timestamp)>;Channel(EventLoop *loop, int fd);~Channel();// fd得到poller通知后调用其处理事件void handleEvent(Timestamp recevieTime);void setReadCallback(ReadEventCallback cb) { readCallback_ = std::move(cb); }void setWriteCallback(EventCallback cb) { writeCallback_ = std::move(cb); }void setCloseCallback(EventCallback cb) { closeCallback_ = std::move(cb); }void setErrorCallback(EventCallback cb) { errorCallback_ = std::move(cb); }// 防止当Channel的所有者被手动remove掉时，Channel 仍在执行回调void tie(const std::shared_ptr<void>&); // 检测资源存活状态int fd() const { return fd_; }int events() const { return events_; }void set_revents(int revt) { revents_ = revt; }// 设置fd相应的事件状态// enableReading 让fd对读事件感兴趣// update()底层也是调用 epoll_ctlvoid enableReading() { events_ |= kReadEvent; update(); }void disableReading() { events_ &= ~kReadEvent; update(); }void enableWriting() { events_ |= kWriteEvent; update(); }void disableWriting() { events_ &= ~kWriteEvent; update(); }void disableAll() { events_ = kNoneEvent; }int index() { return index_; }void set_index(int idx) { index_ = idx; }// oneloop per thread// 当前Channel所属的eventloopEventLoop* ownerLoop() {return loop_;}void remove();private:void update();void handleEventWithGuard(Timestamp recvTime);static const int kNoneEvent; // 感兴趣的事件类型，该变量表示不感兴趣任何事件static const int kReadEvent; static const int kWriteEvent; EventLoop *loop_; // 事件循环const int fd_;  //fd， poller监听的对象int events_;    // 注册感兴趣的事件int revents_;   // poller返回的具体发生的事件类型（可读？可写？）int index_;std::weak_ptr<void> tie_; // 用于观察shared_ptr的状态bool tied_;// 因为Channel里能得知fd最终发生的具体事件revents_// 故它负责调用对应的回调ReadEventCallback readCallback_;EventCallback writeCallback_;EventCallback closeCallback_;EventCallback errorCallback_;};

// Channel.cpp
#include "Channel.h"
//#include "EventLoop.h"
#include "Logger.h"#include <sys/epoll.h>const int Channel::kNoneEvent = 0; 
const int Channel::kReadEvent = EPOLLIN | EPOLLPRI; 
const int Channel::kWriteEvent = EPOLLOUT;Channel::Channel(EventLoop *loop, int fd): loop_(loop), fd_(fd), events_(0), revents_(0), index_(-1), tied_(false)
{
}Channel::~Channel()
{    
}// ??channel的tie方法什么时候调用过
void Channel::tie(const std::shared_ptr<void> &obj)
{tie_ = obj;tied_ = true;
}// 当改变Channel所表示fd的events事件后，update负责在poller里更改fd相应事件--epoll_ctl
// EventLoop has ChannelList Poller
void Channel::update()
{// 通过Channel所属的EventLoop，调用Poller的相应方法，注册fd的events事件// [TODO]// loop_->updateChannel(this);
}// 在Channel所属的EventLoop中，把当前Channel删除
void Channel::remove()
{// [TODO]// loop_->removeChannel(this);
}// fd得到poller通知后处理事件
void Channel::handleEvent(Timestamp receiveTime)
{if(tied_) // 资源存活{std::shared_ptr<void> guard = tie_.lock();if(guard){handleEventWithGuard(receiveTime);}}else {handleEventWithGuard(receiveTime);}
}// 根据Poller通知的Channel发生的具体事件，调用相应的回调
void Channel::handleEventWithGuard(Timestamp receiveTime)
{LOG_INFO("channel handleEvent revents:%d\n", revents_);// EPOLLHUP 表示读写都关闭if((revents_ & EPOLLHUP) && !(revents_ & EPOLLIN)){if(closeCallback_){closeCallback_();}}if(revents_ & EPOLLERR){if(errorCallback_){errorCallback_();}}if(revents_ & (EPOLLIN | EPOLLPRI)){if(readCallback_){readCallback_(receiveTime);}}if(revents_ & EPOLLOUT){if(writeCallback_){writeCallback_();}}}

参考资料

1. 陈硕. 《LInux多线程服务端编程》

2. 施磊. 《手写C++Muduo网络库》