muduo源码分析之TcpConnection发送数据

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-07-14 14:10 189阅读 0赞

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## **（一）writeable事件的busy loop** ##

发送数据是要比接收数据更加麻烦的事情，因为它是一个主动发生的事情，考虑下面情况：

水平触发模式（Level-Triggered）；当socket可写时，会不停的触发socket可写的事件，如何处理？

也就是说，如果发送缓冲不满，将不停触发socket可写事件，也就是说，poll/epoll调用不停返回，也就进入busy loop了。怎么解决这个问题，以前有一个回答：**“写的时候不用poll/epoll管理，也就是说直接write，如果返回EAGAIN才将描述符添加到loop中”**

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## **（二）muduo解决busy loop** ##

muduo的做法就验证了上述回答，将在接下来的文章中细表。

在之前的学习中，已经知道用Channel表示一个loop中被管理的事件，不过目前只是对描述符可读进行表示：

> 1.TimerQueue用它来读timerfd(2)—–>定时器事件  
> 2.EventLoop用它来读eventfd(2)——>跨线程唤醒  
> 3.TcpServer/Acceptor用它来读listening socket——>有新连接时监听套接字描述符可读事件  
> 4.TcpConnection用它来读普通的TCP socket——>已连接套接字收到数据时的可读事件

而对于一个writable事件来说，正如上文所说，由于level trigger的特性，可能一直触发造成busy loop，因此我们只在特定情况下管理可读事件的描述符，并且写完数据后要将可读事件移出poll/epoll，所以在Channel中需要添加：

void enableWriting();//添加writeable事件
    void disableWriting();//移除writeable事件
    bool isWriting();

通过上述三个函数打开和关闭写通道，并且获取当前状态，可以很好的控制防止busy loop。另外需要注意的就是打开关闭通道的时机了。

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## **（三）一个例子** ##

从一个示例中来看使用TcpConnection发送数据的过程。

void onConnection(const muduo::TcpConnectionPtr& conn)
    {
      if (conn->connected())
      {
        printf("onConnection(): new connection [%s] from %s\n",
               conn->name().c_str(),
               conn->peerAddress().toHostPort().c_str());
       //发送数据
        conn->send(message1);
        conn->send(message2);
        conn->shutdown();
      }
      else
      {
        printf("onConnection(): connection [%s] is down\n",
               conn->name().c_str());
      }
    }

在onConnection回调中，服务器向socket写入两次数据，客户端将收到数据，下面是`TcpConnection::send`的实现：

void TcpConnection::send(const std::string& message)
    {
      if (state_ == kConnected) {
        if (loop_->isInLoopThread()) {
          sendInLoop(message);//本线程直接调用
        } else {
        //用runInLoop进行跨线程调用
          loop_->runInLoop(
              boost::bind(&TcpConnection::sendInLoop, this, message));
        }   
      }
    }

再来看`TcpConnection::sendInLoop`

void TcpConnection::sendInLoop(const std::string& message)
    {
      loop_->assertInLoopThread();
      ssize_t nwrote = 0;
      // if no thing in output queue, try writing directly
      // 发送缓冲没有内容，直接写数据。否则就不发送了，先处理outbuffer不然会造成数据乱序
      // 先尝试直接写数据，如果数据没有发完再用poll去管理描述符
      if (!channel_->isWriting() && outputBuffer_.readableBytes() == 0) {
        nwrote = ::write(channel_->fd(), message.data(), message.size());
        if (nwrote >= 0) {
          if (implicit_cast<size_t>(nwrote) < message.size()) {
       //数据没有写完
            LOG_TRACE << "I am going to write more data";
          }
        } else {
       //出错
          nwrote = 0;
          if (errno != EWOULDBLOCK) {
            LOG_SYSERR << "TcpConnection::sendInLoop";
          }
        }
      }
      assert(nwrote >= 0);
      if (implicit_cast<size_t>(nwrote) < message.size()) {
       //数据没写完发
        outputBuffer_.append(message.data()+nwrote, message.size()-nwrote);//往发送缓冲添加数据
        if (!channel_->isWriting()) {
            //使用epoll/poll管理，将outputbuffer_里面剩余的数据管理起来
          channel_->enableWriting();
        }
      }
    }

正如本文最开始提到的解决办法，来看muduo的做法：  
1.如果outputBuffer\_发送缓冲没有数据时，我们直接调用`wirte(2)`  
2.如果数据没有写完，将剩余的待写数据放到发送缓冲`outputBuffer_`中，并且打开写通道`enableWriting()`  
3.这个时候writeable事件返回，将调用`Channel::writeCallback()`  
4.在TcpConnection的构造函数中设置回调：

//该回调当将发送事件添加到loop中并返回时调用,处理outbuffer中的数据。
    channel_->setWriteCallback(
            boost::bind(&TcpConnection::handleWrite, this));

再看`TcpConnection::handleWrite`

//发送outputBuffer_中的数据
    void TcpConnection::handleWrite()
      {
        loop_->assertInLoopThread();
        if (channel_->isWriting()) {
          ssize_t n = ::write(channel_->fd(),
                              outputBuffer_.peek(),
                              outputBuffer_.readableBytes());
          if (n > 0) {
            outputBuffer_.retrieve(n);
            if (outputBuffer_.readableBytes() == 0) {
                //数据发送完毕，关闭channel否则会busyloop
              channel_->disableWriting();
              if (state_ == kDisconnecting) {
                shutdownInLoop();
              }
            } else {
              LOG_TRACE << "I am going to write more data";
            }
          } else {
            LOG_SYSERR << "TcpConnection::handleWrite";
          }
        } else {
          LOG_TRACE << "Connection is down, no more writing";
        }
      }

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## **（四）参考** ##

1.Linux多线程服务端编程 使用muduo C++ 网络库  
2.[http://blog.csdn.net/jnu\_simba/article/details/15027289][http_blog.csdn.net_jnu_simba_article_details_15027289]  
3.[http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52849349?locationNum=3&fps=1][http_blog.csdn.net_zhangxiao93_article_details_52849349_locationNum_3_fps_1]

[http_blog.csdn.net_jnu_simba_article_details_15027289]: http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/15027289
[http_blog.csdn.net_zhangxiao93_article_details_52849349_locationNum_3_fps_1]: http://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/52849349?locationNum=3&fps=1