c++-C++ muduo网络库：高性能服务器开发的利器

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摘要： C++ muduo网络库：高性能服务器开发的利器项目概述 muduo是一个基于Reactor模式的高性能C++网络库，由陈硕开发并开源。该项目专注于Linux平台下的多线程服务器...

C++ muduo网络库：高性能服务器开发的利器

项目概述

muduo是一个基于Reactor模式的高性能C++网络库，由陈硕开发并开源。该项目专注于Linux平台下的多线程服务器编程，提供了简洁高效的异步事件驱动框架，特别适合开发高并发、低延迟的网络服务。

核心特性

1. Reactor模式实现

muduo采用经典的Reactor设计模式，通过事件循环（EventLoop）机制处理I/O事件，避免了传统多线程模型中频繁的线程创建和上下文切换开销。

2. 非阻塞I/O

基于Linux的epoll系统调用，实现了完全非阻塞的I/O操作，能够高效处理大量并发连接。

3. 线程模型

One loop per thread：每个线程拥有独立的事件循环
线程池支持：轻松实现计算密集型任务的并行处理
线程安全的对象生命周期管理

4. 高性能设计

零拷贝技术优化
缓冲区管理优化
定时器的高效实现

基本架构

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// muduo的核心组件关系
EventLoop (事件循环)
    ├── Channel (事件通道)
    ├── Poller (事件监听器，epoll封装)
    ├── TimerQueue (定时器队列)
    └── EventLoopThreadPool (事件循环线程池)

使用示例

示例1：简单的Echo服务器

text

#include <muduo/net/TcpServer.h>
#include <muduo/net/EventLoop.h>
#include <muduo/base/Logging.h>

using namespace muduo;
using namespace muduo::net;

class EchoServer
{
public:
    EchoServer(EventLoop* loop, const InetAddress& listenAddr)
        : server_(loop, listenAddr, "EchoServer")
    {
        server_.setConnectionCallback(
            std::bind(&EchoServer::onConnection, this, _1));
        server_.setMessageCallback(
            std::bind(&EchoServer::onMessage, this, _1, _2, _3));
    }

    void start()
    {
        server_.start();
    }

private:
    void onConnection(const TcpConnectionPtr& conn)
    {
        LOG_INFO << "EchoServer - " << conn->peerAddress().toIpPort() << " -> "
                 << conn->localAddress().toIpPort() << " is "
                 << (conn->connected() ? "UP" : "DOWN");
    }

    void onMessage(const TcpConnectionPtr& conn,
                   Buffer* buf,
                   Timestamp time)
    {
        string msg(buf->retrieveAllAsString());
        LOG_INFO << conn->name() << " echo " << msg.size() << " bytes, "
                 << "data received at " << time.toString();
        conn->send(msg);
    }

    TcpServer server_;
};

int main()
{
    LOG_INFO << "pid = " << getpid();
    EventLoop loop;
    InetAddress listenAddr(8888);
    EchoServer server(&loop, listenAddr);
    
    server.start();
    loop.loop();
    
    return 0;
}

示例2：多线程Echo服务器

text

#include <muduo/net/TcpServer.h>
#include <muduo/net/EventLoop.h>
#include <muduo/net/EventLoopThreadPool.h>

class MultiThreadEchoServer
{
public:
    MultiThreadEchoServer(EventLoop* loop, 
                         const InetAddress& listenAddr,
                         int numThreads)
        : server_(loop, listenAddr, "EchoServer"),
          threadPool_(loop, "EchoServerPool")
    {
        server_.setConnectionCallback(
            std::bind(&MultiThreadEchoServer::onConnection, this, _1));
        server_.setMessageCallback(
            std::bind(&MultiThreadEchoServer::onMessage, this, _1, _2, _3));
        
        // 设置线程池大小
        threadPool_.setThreadNum(numThreads);
        server_.setThreadPool(&threadPool_);
    }

    void start()
    {
        threadPool_.start();
        server_.start();
    }

private:
    void onConnection(const TcpConnectionPtr& conn)
    {
        if (conn->connected())
        {
            LOG_INFO << "New connection from " 
                     << conn->peerAddress().toIpPort();
        }
    }

    void onMessage(const TcpConnectionPtr& conn,
                   Buffer* buf,
                   Timestamp time)
    {
        // 消息处理会在线程池中的某个线程执行
        string msg(buf->retrieveAllAsString());
        conn->send(msg);
    }

    TcpServer server_;
    EventLoopThreadPool threadPool_;
};

int main()
{
    EventLoop loop;
    InetAddress listenAddr(8888);
    
    // 创建4个工作线程的服务器
    MultiThreadEchoServer server(&loop, listenAddr, 4);
    server.start();
    
    loop.loop();
    return 0;
}

示例3：定时器使用

text

#include <muduo/net/EventLoop.h>
#include <iostream>

using namespace muduo;
using namespace muduo::net;

void printEverySecond()
{
    std::cout << "Timer triggered at " << Timestamp::now().toString() << std::endl;
}

void printAfterDelay()
{
    std::cout << "Delayed print executed" << std::endl;
}

int main()
{
    EventLoop loop;
    
    // 每秒执行一次
    loop.runEvery(1.0, printEverySecond);
    
    // 3秒后执行一次
    loop.runAfter(3.0, printAfterDelay);
    
    // 运行10秒后退出
    loop.runAfter(10.0, std::bind(&EventLoop::quit, &loop));
    
    loop.loop();
    return 0;
}