在《使用 acl 协程编写高并发网络服务》和《使用协程方式编写高并发的 WEB 服务》两篇文章中介绍了如何使用 acl 的协程功能编写高并发服务器程序,本文主要介绍如何编译使用 acl 的网络协程库。
一、 acl 协程库的依赖关系
目前 acl 协程主要分为 C 库(lib_fiber.a,在 acl/lib_fiber/c 目录下)和 C++库(libfiber_cpp.a,在 acl/lib_fiber/cpp 目录下),其中 lib_fiber_cpp.a 依赖 libfiber.a,具体的依赖关系如下:
libfiber.a 目前是独立的库,libfiber_cpp.a 依赖 libfiber.a 和 lib_acl_cpp.a,lib_acl_cpp.a 依赖 lib_protocol.a 和 lib_acl.a,lib_protocol.a 依赖 lib_acl.a。
其中,lib_acl.a 为 acl 中的核心基础 C 库,lib_protocol.a 为 acl 中的网络协议(http/icmp/smtp)基础 C 库,lib_acl_cpp 为 C++库,依赖上述两个 C 库;libfiber.a 为独立的网络协程库,仅依赖于系统库,libfiber_cpp.a 为封装了 libfiber.a 的 C++ 库,如果用户所用的 GCC 支持 C++11,则该库还支持更为简洁的创建协程的方式(借助于 C++11中的 lambda 表达式方式)。
二、一个简单的例子
下面是一个简单的使用 acl 协程的例子:
#include "lib_acl.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "fiber/lib_fiber.h" static int __max_loop = 100; static int __max_fiber = 10; static int __stack_size = 64000; /* 协程处理入口函数 */ static void fiber_main(ACL_FIBER *fiber, void *ctx acl_unused) { int i; /* 两种方式均可以获得当前的协程号 */ assert(acl_fiber_self() == acl_fiber_id(fiber)); for (i = 0; i < __max_loop; i++) { acl_fiber_yield(); /* 主动让出 CPU 给其它协程 */ printf("fiber-%d\r\n", acl_fiber_self()); } } int main(void) { int ch, i; /* 创建协程 */ for (i = 0; i < __max_fiber; i++) acl_fiber_create(fiber_main, NULL, __stack_size); printf("---- begin schedule fibers now ----\r\n"); acl_fiber_schedule(); /* 循环调度所有协程,直至所有协程退出 */ printf("---- all fibers exit ----\r\n"); return 0; }
上述例子非常简单,说明了 acl 协程创建、启动和运行过程,如果仅此而已,当然使用协程并没有什么卵用,协程的关键价值在于与网络通信的结合,可以达到高并发、高性能的目的。因此,现实中协程的应用范围主要还是网络服务方面,更为准确的叫法应该是“网络协程”,脱离了“网络”协程基本没啥价值。本文的开头给出了两个链接,指明了网络协程的应用场景及实例。
三、编译例子
下面的 Makefile 文件说明了最简单的编译方式:
fiber: main.o gcc -o fiber main.o -L./lib_fiber/lib -L./lib_acl/lib -l_acl -lfiber -lpthread -ldl main.o: main.c gcc -c main.c -O3 -DLINUX2 -I./lib_fiber/c/include -I./lib_acl/include
该 Makefile 也非常简单,也仅是说明了使用 acl 网络协程库时的编译条件。其中,l_fiber 指定了 acl 的网络协程库,l_acl 指定了 acl 基础库,-lpthread 及 -ldl 指定所依赖的系统库;-DLINUX2 指定 LINUX 平台的编译条件,-I 指定头文件所在位置。
四、C++ 示例
上面的例子展示了使用 acl C 协程库的使用方法,同时 acl 也提供了 C++ 类封装,方便 C++ 程序员编写协程应用,下面的例子为使用标准 C++ 编写的协程示例:
#include <assert.h> #include <iostream> #include "acl_cpp/lib_acl.hpp" #include "fiber/lib_fiber.hpp" class myfiber : public acl::fiber { public: myfiber(int max_loop) : max_loop_(max_loop) {} protected: // @override 实现基类纯虚函数 void run(void) { // 两种方式均可以获得当前的协程号 assert(get_id() == acl::fiber::self()); for (int i = 0; i < max_loop_; i++) { acl::fiber::yield(); // 主动让出 CPU 给其它协程 std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() << std::endl; } delete this; // 因为是动态创建的,所以需自动销毁 } private: int max_loop_; ~myfiber(void) {} }; int main(void) { int i, max_fiber = 10, max_loop = 10; for (i = 0; i < max_fiber; i++) { acl::fiber* fb = new myfiber(max_loop); // 创建协程 fb->start(); // 启动协程 } std::cout << "---- begin schedule fibers now ----" << std::endl; acl::fiber::schedule(); // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 std::cout << "---- all fibers exit ----" << std::endl; return 0; }
该例子也非常简单,实现了与上面 C 示例相同的功能,只是采用 C++ 而已。用户首先需要定义自己的类,其继承于 acl::fiber 协程类,然后实现协程类中的纯虚方法:run(),当调用协程的启动方法 start() 时,acl::fiber 基类会自动回调纯虚方法 run()。
该 C++ 示例的 Makefile 与 C 的有所不同,内容如下:
fiber: main.o g++ -o fiber main.o -L./lib_fiber/lib -lfiber_cpp \ -L./lib_acl_cpp/lib -l_acl_cpp \ -L./lib_acl/lib -l_acl -lfiber \ -lpthread -ldl main.o: main.cpp g++ -O3 -Wall -c main.cpp -DLINUX2 -I./lib_fiber/cpp/include \ -I./lib_acl_cpp/include
五、C++11 示例
acl 的协程库同时提供了支持 C++11 方式的调用方法,使创建协程更加方便,代码如下:
#include <iostream> #include "acl_cpp/lib_acl.hpp" #include "fiber/lib_fiber.hpp" static void fiber_main(int max_loop) { for (int i = 0; i < max_loop; i++) { acl::fiber::yield(); // 主动让出 CPU 给其它协程 std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() << std::endl; } } int main(void) { int i, max_fiber = 10, max_loop = 10; for (i = 0; i < max_fiber; i++) { go[=] { // 采用 c++11 的 lambad 表达式方式创建协程 fiber_main(max_loop); // 进入协程处理函数 }; } std::cout << "---- begin schedule fibers now ----" << std::endl; // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 acl::fiber::schedule(); std::cout << "---- all fibers exit ----" << std::endl; return 0; }
使用 C++11 方式创建协程是不是感觉更加简洁?
同样下面给出 makefile 内容:
fiber: main.o g++ -o fiber main.o -L../../../lib -lfiber_cpp \ -L../../../../lib_acl_cpp/lib -l_acl_cpp \ -L../../../../lib_acl/lib -l_acl -lfiber \ -lpthread -ldl main.o: main.cpp g++ -std=c++11 -O3 -Wall -c main.cpp -DLINUX2 -I.. -I../../../cpp/include \ -I../../../../lib_acl_cpp/include
六、基于协程的网络服务
前面提到了“如果协程不与网络应用结合,则不会发挥其价值“,因此,下面就给出一个具体的基于协程的网络服务器程序:
#include <iostream> #include "acl_cpp/lib_acl.hpp" #include "fiber/lib_fiber.hpp" class fiber_client : public acl::fiber { public: fiber_client(acl::socket_stream* conn) : conn_(conn) {} protected: // @override 实现基类纯虚函数 void run(void) { std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() << ": fd=" << conn_->sock_handle() << ", addr=" << conn_->get_peer() << std::endl; echo(); delete this; // 因为是动态创建的,所以需自动销毁 } private: acl::socket_stream* conn_; ~fiber_client(void) { delete conn_; } void echo(void) { char buf[8192]; // 从客户端读取数据并回显 while (!conn_->eof()) { int ret = conn_->read(buf, sizeof(buf), false); if (ret == -1) { std::cout << "read " << acl::last_serror() << std::endl; break; } if (conn_->write(buf, ret) == -1) { std::cout << "write " << acl::last_serror() << std::endl; break; } } } }; class fiber_server : public acl::fiber { public: fiber_server(const char* addr) : addr_(addr) {} protected: // @override void run(void) { // 监听服务地址 acl::server_socket ss; if (ss.open(addr_) == false) { std::cout << "listen " << addr_.c_str() << " error" << std::endl; delete this; return; } std::cout << "listen " << addr_.c_str() << " ok" << std::endl; while (true) { // 等待接收客户端连接 acl::socket_stream* conn = ss.accept(); if (conn == NULL) { std::cout << "accept error" << std::endl; break; } // 创建客户端处理协程 acl::fiber* fb = new fiber_client(conn); fb->start(); } delete this; } private: acl::string addr_; ~fiber_server(void) {} }; int main(void) { const char* addr = "127.0.0.1:8089"; acl::fiber* fb = new fiber_server(addr); // 创建监听服务协程 fb->start(); // 启动监听协程 // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 acl::fiber::schedule(); return 0; }
麻雀虽小,五脏俱全,该示例简明扼要地说明了如何使用 acl 的网络协程库编写支持高并发的网络服务应用。
七、参考
在 acl/lib_fiber/samples/ 目录下,还有大量的使用 acl 协程的例子,包括:定时器、简单聊天服务、mysql 访问协程化、redis 访问协程化、域名解析协程化等。
acl网络协程的设计原理:网络协程编程
基于协程的简单网络服务:使用 acl 协程编写高并发网络服务
基于协程的 WEB 服务:使用协程方式编写高并发的 WEB 服务
协程库:https://github.com/acl-dev/acl/tree/master/lib_fiber
acl svn:svn checkout svn://svn.code.sf.net/p/acl/code/trunk acl-code
acl github:https://github.com/acl-dev/acl
acl 国内镜像:http://git.oschina.net/acl-dev/acl/tree/master
qq 群:242722074
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