## 项目简介
本项目基于Linux下的epoll机制,设计的一种适用于高并发场景下的服务器。由C语言编写,具有较好的内存管理能力,尤其适用于嵌入式方案。
## 功能特性
- 利用Epoll机制提高监视文件描述符限制,避免Select中大量复制的句柄数据结构,产生巨大开销。监听时不需要遍历所有文件描述符,提高程序执行效率。
- 设计了Free,Poll,RW三个链表,用于管理服务器内存开支,能有效避免服务器上内存的频繁开辟和浪费。
## 使用说明
必装软件:make,mysql,openssl。
测试时,需要一台Linux电脑作服务器和一台Windows电脑作客户端。
将服务器代码放到Linux下的一个文件夹中,运行make即可。
<img src="https://uk-1259555870.cos.eu-frankfurt.myqcloud.com/20200118171116.png"/>
客户端需要修改如下位置,将IP改为Linux服务器的IP,确保顺利连接。
```C
sockaddr_in m_sin;
m_sin.sin_family = AF_INET;
m_sin.sin_port = htons(TCP_PORT);
m_sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("Put your own IP");
```
测试用数据库是电网传感器侦测数据,已开放测试账号,在`MyServer.h`头文件中已有记录。
## 原理描述
整个项目实现高并发实现的基于以下三点:
- Epoll高效的事件处理能力
- 多线程协同处理
- 优秀的内存管理机制,提高读写速度
整体框架由3类线程+3条链表组成:
**3类线程:**
- 主线程
- 初始化内存
- 创建子线程
- 侦听客户端连接
- 交互子线程
- 读客户端请求
- 回复客户端
- 读写子线程
- 从数据库读取信息
- 向数据库写入信息
**3条链表**:
- Free链表
在主线程中开辟空间,作为内存管理的基本要素,链表中的节点表示空余内存,可供后面的操作取用。
- Poll链表
与客户端建立连接后,从Free链表中取一个节点,向其添加信息,作为一个**令牌**,将这个令牌放入Poll链表,起到进程间通信的作用。
- RW链表
从Poll链表取出令牌放入RW链表,读出命令要求,进行操作,操作完后放回Poll链表或者清空回收到Free链表。
## 运行流程
**(1)客户端连接**
<img src="https://uk-1259555870.cos.eu-frankfurt.myqcloud.com/20200118144928.png"/>
如图所示,连接过程如下:
1. 客户端向服务器发送连接请求
2. Epoll侦测到连接请求,`MainTcpEpollThread`中的`epoll_wait`函数被激发。
3. 从Free链表取出一个**令牌**
4. 向空令牌中写入连接信息
5. 放入Poll链表中
Free链表的内存开辟工作在主线程的初始化部分已经完成。内存分配固定,**所有线程想要使用内存必须向Free链表申请**。
`MainTcpEpollThread`函数的重要作用就是负责客户端的连接,可以想象为:house:中介:负责拉租户,找到租户后,剩下的工作就直接交给房东(poll链表)。
**(2)客户端交互**
<img src="https://uk-1259555870.cos.eu-frankfurt.myqcloud.com/20200118150337.png"/>
如图所示,客户端交互有两个过程:
1. 将客户端的请求送达RW链表
2. 将RW链表中处理好的,需要送回客户端的信息,反馈给客户端。
当客户端和服务器构建好连接后,客户端开始向服务器发送请求,请求激发了`ActionTcpEpollThread`中的`epoll_wait`函数,将请求写在令牌中,送入RW链表。
数据库读写后,如果有返回消息,则消息也会激发`epoll_wait`函数,促使`ActionTcpEpollThread`函数将消息反馈给客户端socket。
当读写请求到来时,如何从Poll链表中准确找到相应的客户端?答:利用`epoll_event`结构中的`ptr`指针,实现传参,具体参见[Epoll结构体分析](https://jiangren.work/2019/07/31/详解Epoll-下篇/)
**(3)数据库读写**
<img src="https://uk-1259555870.cos.eu-frankfurt.myqcloud.com/20200118150934.png"/>
流程:
1. **以阻塞的形式**从RW链表中取出令牌
2. 放入事件分派器`ActionTcpPack`中
3. 事件分派器根据需求,调用读写函数
4. 读写函数操作数据库
5. 数据库返回信息
到这一步时,如果有信息需要送回客户端,则事件分派器将信息打包好,添加到poll链表中,这就承接了(2)中介绍的poll链表第二个功能:
<img src="https://uk-1259555870.cos.eu-frankfurt.myqcloud.com/20200118151302.png"/>
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2024-05-10
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epoll-sever.zip (13个子文件)
epoll-sever
.gitattributes 25B
ClientCode
client2.cpp 10KB
SeverCode
makefile 261B
maincpp 63KB
error.txt 6KB
MyServer.h 7KB
TCPFunction.cpp 22KB
ListFunction.cpp 2KB
MySQLFunction.cpp 5KB
Error.h 663B
Main.cpp 466B
GeneralFunction.cpp 2KB
README.md 4KB
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灬Sunnnnn
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