ACE高性能网络编程

ACE高性能网络编程

一、课程目标

本次课程针对使用ACE工具包进行高性能网络应用开发，通过本次课程的学习，学员将具备以下能力：

    * 了解ACE的架构和组件；
    * 理解现代操作系统线程模型、并发以及同步机制；
    * 熟练使用ACE线程管理和同步机制接口开发并发应用；
    * 熟练使用ACE基本的IPC SAP接口，如SOCK_Stream、SOCK_Dgram等；
    * 深刻理解现代操作系统中事件多路分离和分派机制如select、epoll等、了解异步I/O以及完成事件的分派；
    * 熟练使用ACE Reactor组件、Acceptor-Connector组件、Proactor组件等构建稳定、高效和灵活的网络应用。

四、课程大纲

本次课程由以下几个部分构成：
1、 ACE简介

    * 什么是ACE？
    * ACE的使用范围；
    * ACE工具包的架构层次；
    * ACE的组件简介。

2、ACE基础的网络I/O对象

    * 详细介绍ACE_SOCK、ACE_SOCK_Acceptor、ACE_SOCK_Connector、ACE_INET_Addr等class的使用。
    * ACE Socket基类：ACE_SOCK；
    * TCP主动连接对象：ACE_SOCK_Connector；
    * 基于TCP、面向连接的Socket：ACE_SOCK_Stream；
    * TCP被动连接对象：ACE_SOCK_Acceptor；
    * 基于UDP、无连接的Socket：ACE_SOCK_Dgram (Unicast)、ACE_SOCK_Dgram_Mcast (Multicast)、ACE_SOCK_Dgram_Bcast (Broadcast)。

3、ACE并发编程：线程与同步

    * 线程与进程之区别；
    * 用户线程与内核线程；
    * 不同操作系统中的线程模型；
    * ACE线程管理：Thread_Manager；
    * ACE线程同步：ACE_Guard、ACE_Thread_Mutex等；
    * ACE Task框架：Message_Block、Message_Queue、ACE_Task。

4、ACE Reactor框架

ACE Reactor框架简化事件驱动程序的开发，而事件驱动是很多网络化应用的基本特征，这些应用常见的事件源包括I/O事件、Posix信号或 Windows句柄激发以及定时器到期等。

    * 关于ACE Reactor框架；
    * 关于事件多路分离和分派 (Event demultiplexing and dispatching )；
    * Linux下 I/O事件多路分离机制：select、epoll；
    * 事件处理器 ACE_Event_Handler：
    * I/O事件（输入、输出）、信号、超时事件、异常事件的捕获和处理；
    * ACE_Timer_Queue和ACE_Time_Value：
    * 定时器的应用；
    * ACE_Reactor：ACE的反应器为ACE Reactor框架的核心，负责事件的检测、多路分离和事件处理器的分派；
    * 例程：基于ACE Reactor框架实现一个多人聊天室。

5、ACE Acceptor-Connector框架

ACE Acceptor-Connector框架实现了Acceptor-Connector模式，这种模式通过解除：1，网络化应用中相互协作的对等服务的连接和初始化所需的活动、2，以及它们一旦连接和初始化后所执行的处理的耦合，增强了软件复用和可扩展性。

    * 集成了Message_Queue的ACE_Event_handler：ACE_Svc_Handler；
    * 接受器：ACE_Acceptor；
    * 连接器：ACE_Connector；
    * 例程：基于Acceptor-Connector框架实现一个转发服务器。

6、ACE Proactor框架

Proactor框架引入异步I/O机制，既保留了Reactor框架的事件多路分离，避免多线程的开销，同时还缓和了反应式的同步I/O的瓶颈效应。

    * 关于Proactor模式和Proactor框架；
    * 关于异步I/O；
    * 异步I/O工厂类：
    * ACE_Asynch_Read_Stream和ACE_Asynch_Write_stream；
    * ACE_Handler；
    * 前摄式Acceptor-Connector；
    * 前摄器：ACE_Proactor；
    * 例程：基于Proactor框架重新实现多人聊天室。

7、ACE实用工具

    * ACE日志实用工具：ACE_Log_Msg；
    * 读写配置文件：ACE_Configuration_Heap；
    * Singleton模式 (单例模式) 的ACE实现：ACE_Singleton类模板。

8、高性能网络编程讨论

    * 考究高性能网络编程中应该遵循的原则，讨论并发、同步、事件多路分离等机制的适用场合。
    * 网络应用的瓶颈在何处？
    * 事件多路分离 vs 一连接一线程 (Event demultiplexing vs One thread per connection)；
    * 同步I/O vs 异步I/O (Synchronous I/O vs Asynchronous I/O)；
    * 如何适当地使用多线程？
    * 什么时候需要多个 事件多路分离线程？

9、应用层协议定义与实现

    * 为什么要自定义应用层协议？
    * 定义应用层协议 (以XMMEP协议为例)；
    * 用C++实现自定义的协议 (以XMMEP协议为例)。
    * 注：XMMEP为X-Messenger Message Exchanging Protocol。

六、课程资源

      可获取的课程资源见：教学资源。
http://www.xuanyuan-soft.cn
Gtalk：[e-mail]
MSN : [e-mail]
Q Q ：570508473 
电 话：18912671348
昆山前进西路1088号虹桥大厦