Chaos网络库（三）- 主循环及异步消息的实现
七月 30, 2012 by yunjie · Leave a Comment
基本原理 -
在chaos开篇介绍（http://www.cppthinker.com/chaos/57/chaos_1）中已经提到，task service作为chaos库的核心，主要承担着三个重则：
1. 网络I/O
2. 超时事件
3. 异步消息处理
简单来讲，可以认为一个task service中包含一个epollfd，一个定时事件管理器，一个等待被处理的异步消息队列
而task service会有一个主循环来周而复始地执行这些任务（单线程 or 多线程，后续篇章再做分析），如图：
注意: task service总是优先处理I/O事件，因为通常I/O事件都会牵涉到与用户的交互，所以我们希望尽可能快地响应用户
基本实现 -
对于I/O事件 和 超时事件 这里不想熬述太多，I/O事件的处理无非就是利用底层的网络复用模型（例如epoll）返回响应的fd然后回调，而超时事件的管理网上也有诸多方法，这里task service采用的是std::priority_queue（堆结构），每次tick都会从堆中拿出最近事件来检查是否超时
我们直接来关注异步消息的处理是如何实现的：
异步消息处理的关键在于：我们如何制定一个通用的“异步消息体”，让我们的task service看起来这些消息体都是等同的，都是可执行的元素，但现实总是那么的残酷，通常我们总需要执行不同的任务，调用不同的函数，传递不同的参数类型和参数个数
很多动态语言可以通过closure（闭包）来实现这一步，其实c++也可以，首先让我们先来整理一下我们的需求：
我们需要一个closure来打包我们的异步请求（函数和参数）
1. 它必须包含一个任何声明类型的函数执行体（函数指针）
2. 它可以装入任何类型的参数
3. 它可以装入任意个数的参数
对于需求1，我们有模板
对于需求2，我们有模板
对于需求3，我们有函数重载
是的，函数重载，但你一定会问，函数重载只能指定有限个参数，没错，我们一般只要提供最多10个左右的参数的函数重载就行了，毕竟谁会写出那么不结构化的代码，想向一个函数传入十几个以上的参数，如果有，那么ta一定会被后续的维护人员牵肠挂肚。
我们直接来看chaos中实现：
template<typename FUNC, typename ARG0>
class async_method_bind_func_1_t: public async_method_base_t
{
public:
async_method_bind_func_1_t()
: m_func1(NULL)
{
}
async_method_bind_func_1_t(FUNC func_, const ARG0& arg0_)
: m_func1(func_),
m_arg0(arg0_)
{
}
virtual void exec()
{
(*m_func1)(m_arg0);
}
private:
FUNC m_func1;
ARG0 m_arg0;
};
以上就是我们实现的一个闭包，包含了一个模板函数的指针，包含了一个模板参数（要支持多个参数只需编写多个重载接口即可），当调用exec函数时，该闭包就会被执行
OK，这个问题是否已经被解决了？不，还没有，c++中存在着两种函数，一种是和对象无关的（全局/静态），一种是和对象有关的（成员函数），我们上面只是解决了和对象无关的函数，接下来我们来看如何解决对象成员函数的打包
template<typename T, typename FUNC, typename ARG0>
class async_method_bind_obj_1_t: public async_method_base_t
{
public:
async_method_bind_obj_1_t()
{
}
async_method_bind_obj_1_t(T instance_, FUNC func1_, const ARG0& arg0_)
: m_instance(instance_),
m_func1(func1_),
m_arg0(arg0_)
{
}
virtual void exec()
{
(m_instance->*m_func1)(m_arg0);
}
private:
T m_instance;
FUNC m_func1;
ARG0 m_arg0;
};
我们只需多保存一个对象实例的地址，就能调用到其构造函数
这两种实现方法都是继承自同一个基类，那么对于task service来说，就有了统一的异步消息体的抽象，外界只要通过接口生成不同的async_method_base_t实例，然后投入到task service的队列中，task service就能完成对这些异步消息的执行
接口使用 -
task service的使用也很简单，对于我们上述的三种事件的处理，task service分别提供了三种不同的接口来供你注册
class task_service_t : private noncopyable_t
{
public:
...
...
void register_io_event(
fd_t fd_,
int event_type_flag_,
callback_on_event_t callback_ = NULL,
void* cb_arg_ = NULL,
bool is_persist_ = false
);
void register_timer(
uint32_t interval_,
const time_event_callback_t& callback_,
bool persist_ = false,
time_t start_time_ = 0
);
int post(
const async_method_t& async_method_,
void* ext_data_ = NULL,
task_prior_e prior_ = TASK_PRIOR_NORMAL,
bool is_allow_exec_local_ = true
);
...
...
};
这三个方法分别代表 注册一个I/O监听事件，注册一个超时事件，投递一个异步消息
我们接下来看如何绑定一个异步消息
//! 绑定一个全局/静态函数，并投递到task service中执行
task_service.post(
async_method_t::bind_func(
&test_static_func, tmp_str
)
);
//! 绑定一个类中的静态函数，并投递到task service中执行
task_service.post(
async_method_t::bind_func(
&foo_t::test_static_func, tmp_str
)
);
//! 绑定一个对象的成员函数，并投递到task service中执行
task_service.post(
async_method_t::bind_memfunc(
&hw, &hw_t::call1, 123456
)
);
PS：chaos中的async_method实现相比boost::function以及c++ 11中的std::bind都要少很多功能，我不使用它们而自己实现的原因在于
1. 不想引入庞大的boost库
2. 不希望chaos依赖于高版本的c++标准库
3. 我希望实现一个轻量级的，足以封装异步消息的类，而不用像boost::function那样做得面面俱到（话说回来boost::function确实很逆天：））
chaos库的task service我就先讲到这，之后我们再写一篇关于task service进阶的一些使用和注意细节
task service和async method的完整源代码大家可到
https://github.com/lyjdamzwf/chaos/tree/master/chaos/task_service
https://github.com/lyjdamzwf/chaos/tree/master/chaos/async_method
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