muduo网络库：21---muduo简介之（详解muduo多线程模型）

Posted 2022-12-13 董哥的黑板报

• muduo的线程模型为one loop per thread＋thread pool模型，在前面一篇文章的末尾曾简单的提起过：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/105104845
• 本节以一个Sudoku Solver（数独求解）例子为例，回顾了并发网络服务程序的多种设计方案，并介绍了使用muduo网络库编写多线程服务器的两种最常用手法
• 在后面“muduo编程示例”相关文章会展现muduo在编写单线程并发网络服务程序方面的能力与便捷性。本文先看一看它在多线程方面的表现。本节代码参见：https://github.com/dongyusheng/csdn-code/tree/master/muduo/examples/sudoku

一、数独求解服务器

• 假设有这么一个网络编程任务：写一个求解数独的程序（Sudoku Solver），并把它做成一个网络服务
• Sudoku Solver在很多文章中出现过，例如：
  • “分布式系统部署、监控与进程管理的几重境界”
  • “muduo Buffer类的设 计与使用”
  • “‘多线程服务器的适用场合’例释与答疑”：https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/105005152
  • 它也可以看成是echo服务的一个变种（附录A“谈一谈网络编程学习经验”把echo列为三大TCP网络编程案例之一）
• 写这么一个程序在网络编程方面的难度不高，跟写echo服务差不多（从网络连接读入一个Sudoku题目，算出答案，再发回给客户），挑战在于怎样做才能发挥现在多核硬件的能力
• 在谈这个问题之前，让我们先写一个基本的单线程版

协议设计

• 一个简单的以\\r\\n分隔的文本行协议，使用TCP长连接，客户端在不需要服务时主动断开连接
  • 其中[id:]表示可选的id，用于区分先后的请求，以支持Parallel Pipelining，响应中会回显请求中的id
    • Parallel Pipelining的意义可以参阅：https://blog.csdn.net/gzlaiyonghao/article/details/6316099，或者https://blog.csdn.net/solstice/article/details/5950190第54页关于out-of-order RPC的介绍
  • <81digits>是Sudoku的棋盘，9×9个数字，从左上角到右下角按行扫描，未知数字以0表示。如果Sudoku有解，那么响应是填满数字的棋盘；如果无解，则返回NoSolution

• 实例1：

• 实例2：

• 实例3：

• 基于这个文本协议，我们可以用telnet模拟客户端来测试Sudoku Solver，不需要单独编写Sudoku Client。Sudoku Solver的默认端口号是9981（因为它有9×9＝81个格子）

Sudoku Solver程序实现

• Sudoku的求解算法见《谈谈数独（Sudoku）》一文（https://blog.csdn.net/Solstice/article/details/2096209），这不是本文的重点
• 假设我们已经有一个函数能求解Sudoku，它的原型如下：
  • 参数为上面提到的的“<81digits>”
  • 返回值是“<81digits>”或“NoSolution”
  • 这个函数是个pure function，同时也是线程安全的

string sloveSudoku(const string& puzzle);

• 有了这个函数，我们以前面提到的“echo服务的实现”（https://blog.csdn.net/qq_41453285/article/details/107015436）中出现的EchoServer为蓝本，稍加修改就能得到SudokuServer
• 这里只列出最关键的onMessage()函数，完整的代码见https://github.com/dongyusheng/csdn-code/blob/master/muduo/examples/sudoku/server_basic.cc

//onMessage()的主要功能是处理协议格式，并调用solveSudoku()求解问题。这个函数应该能正确处理TCP分包
void onMessage(const TcpConnectionPtr& conn, Buffer* buf, Timestamp)

    LOG_DEBUG << conn->name();
    size_t len = buf->readableBytes();
    while (len >= kCells + 2)
    
      const char* crlf = buf->findCRLF();
      if (crlf)
      
        string request(buf->peek(), crlf);
        buf->retrieveUntil(crlf + 2);
        len = buf->readableBytes();
        if (!processRequest(conn, request))
        
          conn->send("Bad Request!\\r\\n");
          conn->shutdown();
          break;
        
      
      else if (len > 100) // id + ":" + kCells + "\\r\\n"
      
        conn->send("Id too long!\\r\\n");
        conn->shutdown();
        break;
      
      else
      
        break;