【C/C++】实现Reactor高并发服务器 完整版

news2025/1/15 8:13:01

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代码结构 文件介绍

InetAddress.h
InetAddress类 ip和端口设置

Socket.h
Socket类 设置fd

Epoll.h
epollfd 管理类

Channel.h
Channel类 管理epoll以及对应回调函数实现

EventLoop.h
EventLoop事件循环类

TcpServer.h
服务器类

tcpepoll.cpp 主函数

InetAddress.h

#ifndef _INETADDRESS_H
#define _INETADDRESS_H

#pragma on_INETADDRESS_He

#include <string>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>


class InetAddress
{
private:
    sockaddr_in addr_;
public:
    InetAddress(const std::string &ip, uint16_t port);
    InetAddress(const sockaddr_in addr);
    InetAddress();
    ~InetAddress();
    const char *ip()const;
    uint16_t port()const;
    const sockaddr *addr()const;
    void setaddr(sockaddr_in clientaddr);
};

#endif // _INETADDRESS_H



InetAddress.cpp

#include "InetAddress.h"


InetAddress::InetAddress()
{

}

InetAddress::InetAddress(const std::string &ip, uint16_t port)
{
    addr_.sin_family = AF_INET;
    addr_.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
    addr_.sin_port = htons(port);
}

InetAddress::InetAddress(const sockaddr_in addr):addr_(addr)
{
    
}

InetAddress::~InetAddress()
{

}

const char* InetAddress::ip()const
{
    return inet_ntoa(addr_.sin_addr);
}
uint16_t InetAddress::port()const
{
    return ntohs(addr_.sin_port);
}
const sockaddr* InetAddress::addr()const
{
    return (sockaddr*)&addr_;
}

void InetAddress::setaddr(sockaddr_in clientaddr)
{
    addr_ = clientaddr;
}

Socket.h

#ifndef SOCKET_H
#define SOCKET_H

#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/tcp.h>  // TCP_NODELAY

#include "InetAddress.h"

int createnonblocking();


class Socket
{
public:
    Socket(int fd);
    ~Socket();

    int fd() const;
    void setreuseaddr(bool on);
    void setreuseport(bool on);
    void settcpnodelay(bool on);
    void setkeepalive(bool on);
    void bind(const InetAddress &servaddr);
    void listen(int n=128);
    int accept(InetAddress &clientaddr);

private:
    const int fd_;
};

#endif // !SOCKET_H


Socket.cpp

#include "Socket.h"

int createnonblocking()
{
    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM | SOCK_NONBLOCK, IPPROTO_TCP);
    if(listenfd < 0)
    {
        perror("socket() failed"); exit(-1);
    }  
    return listenfd;
}

Socket::Socket(int fd)
    :fd_(fd)
{

}
Socket::~Socket()
{
    close(fd_);
}

int Socket::fd() const
{
    return fd_;
}
void Socket::setreuseaddr(bool on)
{
    int optval = on ? 1 : 0;
    setsockopt(fd_,  SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, static_cast<socklen_t>(sizeof(optval)));
}
void Socket::setreuseport(bool on)
{
    int optval = on ? 1 : 0;
    setsockopt(fd_,  SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &optval, static_cast<socklen_t>(sizeof(optval)));
}
void Socket::settcpnodelay(bool on)
{
    int optval = on ? 1 : 0;
    setsockopt(fd_,  SOL_SOCKET, TCP_NODELAY, &optval, static_cast<socklen_t>(sizeof(optval)));    
}
void Socket::setkeepalive(bool on)
{
    int optval = on ? 1 : 0;
    setsockopt(fd_,  SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, static_cast<socklen_t>(sizeof(optval)));    
}
void Socket::bind(const InetAddress &servaddr)
{
    if(::bind(fd_, servaddr.addr(), sizeof(sockaddr)) < 0)
    {
        perror("bind() failed"); close(fd_); exit(-1);
    }
}
void Socket::listen(int n)
{
    if(::listen(fd_, n) != 0)
    {
        perror("listen() failed");
        close(fd_);
        exit(-1);
    }
}
int Socket::accept(InetAddress &clientaddr)
{
    struct sockaddr_in peeraddr;
    socklen_t len = sizeof(peeraddr);
    int clientfd = accept4(fd_, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len, SOCK_NONBLOCK);
    clientaddr.setaddr(peeraddr);
    return clientfd;
}

Epoll.h

#pragma once
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/tcp.h>  // TCP_NODELAY
#include <vector>
#include "Channel.h"

class Channel;

class Epoll
{
    private:
        static const int MaxEvents = 100;
        int epollfd_;
        epoll_event events_[MaxEvents];
    public:
        Epoll();
        ~Epoll();

        //void addfd(int fd, uint32_t op);
        void updatechannel(Channel *ch);
        //std::vector<epoll_event> loop(int timeout=-1);
        std::vector<Channel*> loop(int timeout=-1);
};

Epoll.cpp

#include "Epoll.h"

/*
class Epoll
{
    private:
        static const int MaxEvents = 100;
        int epollfd;
        epoll_event events_[MaxEvents];
    public:
        Epoll();
        ~Epoll();

        void addfd(int fd, uint32_t op);
        std::vector<epoll_event> loop(int timeout=-1);
}
*/


Epoll::Epoll()
{
    if((epollfd_ = epoll_create(1)) == -1)
    {
        printf("epoll_create() failed(%d).\n", errno);
        exit(-1);
    }
}
Epoll::~Epoll()
{
    close(epollfd_);
}
/*
void Epoll::addfd(int fd, uint32_t op)
{
    struct epoll_event ev;
    ev.data.fd = fd;
    ev.events = op; //水平

    if(epoll_ctl(epollfd_, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev) == -1)
    {
        printf("epoll_ctl() failed(%d).\n", errno);
        exit(-1);        
    }
}
*/

void Epoll::updatechannel(Channel *ch)
{
  epoll_event ev;
  ev.data.ptr = ch;
  ev.events = ch->events();
  if(ch->inpoll())
  {
        if(epoll_ctl(epollfd_, EPOLL_CTL_MOD, ch->fd(),&ev) == -1)
        {
            printf("epoll_ctl() failed(%d).\n", errno);
            exit(-1);  
        }
        printf("epoll_ctl() EPOLL_CTL_MOD success. %d\n", ch->fd());
  }
  else
  {
        if(epoll_ctl(epollfd_, EPOLL_CTL_ADD, ch->fd(),&ev) == -1)
        {
            printf("epoll_ctl() failed(%d).\n", errno);
            exit(-1);  
        }
        ch->setinepoll();
        printf("epoll_ctl() EPOLL_CTL_ADD success. %d\n", ch->fd());
  }  
}

/*
std::vector<epoll_event> Epoll::loop(int timeout)
{
    std::vector<epoll_event> evs;
    bzero(events_, sizeof(events_));
    int infds = epoll_wait(epollfd_, events_, MaxEvents, timeout);
    if(infds < 0)
    {
        perror("epoll_wait() failed "); exit(-1);
    }

    if(infds == 0)
    {
        perror("epoll_wait() timeout \n"); return evs;
    }

    for(int i = 0; i < infds; i++)
    {
        evs.push_back(events_[i]);
    }

    return evs;
}*/

std::vector<Channel*> Epoll::loop(int timeout)
{
    std::vector<Channel*> channles;
    bzero(events_, sizeof(events_));
    int infds = epoll_wait(epollfd_, events_, MaxEvents, timeout);
    if(infds < 0)
    {
        perror("epoll_wait() failed "); exit(-1);
    }

    if(infds == 0)
    {
        perror("epoll_wait() timeout \n"); return channles;
    }

    for(int i = 0; i < infds; i++)
    {
        Channel *ch = (Channel*)events_[i].data.ptr;    
        ch->setrevents(events_[i].events);
        channles.push_back(ch);
    }

    return channles;
}




Channel.h

#ifndef  CHANNEL_H
#define  CHANNEL_H


#pragma once
#include <sys/epoll.h>
#include <functional>

#include "Epoll.h"
#include "InetAddress.h"
#include "Socket.h"

class Epoll;

class Channel
{
    private:
        int fd_=-1;
        Epoll *ep_ = nullptr; //channle 对应的红黑树
        bool inepoll_=false; // epoll_ctl add mod
        uint32_t events_=0;  //fd_需要监视的事件
        uint32_t revents_=0; //fd 已发生的事件
        std::function<void()> readcallback_;

    public:
        Channel(Epoll *ep, int fd);
        ~Channel();
        int fd();
        void useet(); //采用边缘触发
        void enablereading(); //让epoll_wait()监视fd_的读事件
        void setinepoll();
        void setrevents(uint32_t ev);
        bool inpoll();
        uint32_t events();
        uint32_t revents(); //返回revents_成员

        void handleevent();

        void newconnection(Socket* servsock);
        void onmessage();

        void setreadcallback(std::function<void()> fn);
};

#endif // ! CHANNEL_H

Channel.cpp

#include "Channel.h"


/*
class Channel
{
    private:
        int fd_=-1;
        Epoll *ep_ = nullptr; //channle 对应的红黑树
        bool inepoll_=false; // epoll_ctl add mod
        uint32_t events_=0;  //fd_需要监视的事件
        uint32_t revents_0; //fd 已发生的事件
    public:
        Channel(Epoll *ep, intfd);
        ~Channel();
        int fd();
        void useet(); //采用边缘触发
        void enablereading(); //让epoll_wait()监视fd_的读事件
        void setinepoll();
        void setrevents(uint32_t ev);
        bool inpoll();
        uint32_t events();
        uint32_t revents(); //返回revents_成员
};*/


Channel::Channel(Epoll *ep, int fd)
    :ep_(ep),fd_(fd)
{
    
}

Channel::~Channel()
{
//在析构函数中,不要销毁ep_ 也不能关闭fd_ 不属于channel类
}


int Channel::fd()
{
    return fd_;
}
void Channel::useet()
{
    events_ = events_ | EPOLLET;
}
void Channel::enablereading()
{
    events_ |= EPOLLIN;
    ep_->updatechannel(this);
}
void Channel::setinepoll()
{
    inepoll_ = true;
}
void Channel::setrevents(uint32_t ev)
{
    revents_= ev;
}
bool Channel::inpoll()
{
    return inepoll_;
}
uint32_t Channel::events()
{
    return events_;
}
uint32_t Channel::revents()
{
    return revents_;
}


//事件处理函数, epoll_wait返回的时候执行它。
void Channel::handleevent()
{
    if(revents_ & EPOLLRDHUP)
    {
        printf("cilent fd =%d disconnection\n", fd_);
        close(fd_);
    } 
    else if (revents_ & EPOLLIN|EPOLLPRI)
    {
        readcallback_();
    }
    else if (revents_ & EPOLLOUT)
    {
    }
    else
    {
        printf("cilent fd =%d\n", fd_);
        close(fd_);
    }  
}


void Channel::newconnection(Socket* servsock)
{
    InetAddress clientaddr;
    Socket *clientsock = new Socket(servsock->accept(clientaddr));

    printf("FILE(%s)FUNCTION(%s)LINE(%d) accept client fd=%d, ip=%s,port=%d ok.\n",
        __FILE__, __func__, __LINE__,
    clientsock->fd(), clientaddr.ip(), clientaddr.port());
    Channel *clientchannel = new Channel(ep_, clientsock->fd());
    clientchannel->setreadcallback(std::bind(&Channel::onmessage, clientchannel));
    clientchannel->useet();
    clientchannel->enablereading();
}

void Channel::onmessage()
{
    char buffer[1024];
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    size_t nread = recv(fd_, buffer, sizeof(buffer), 0);
    if(nread > 0)
    {
        printf("tcpepoll Recv:%s\n", buffer);
        send(fd_, buffer, strlen(buffer), 0);
    }else if (nread == -1 && errno == EINTR)
    {

    }else if(nread == -1 && ((errno == EAGAIN) || (errno == EWOULDBLOCK)))
    {
        
    }else if (nread == 0)
    {
        printf("clientfd:%d disconnected\n", fd_);
        close(fd_);
        
    }
}


//设置fd的回调函数
void Channel::setreadcallback(std::function<void()> fn)
{
    readcallback_ = fn;
}

EventLoop.h

#pragma once

#include "Epoll.h"

class EventLoop
{
private:
    Epoll *ep_;
public:
    EventLoop();
    ~EventLoop();

    void run();

    Epoll* ep();
};

EventLoop.cpp

#include "EventLoop.h"


/*
class EventLoop
{
private:
    Epoll *ep_;
public:
    EventLoop();
    ~EventLoop();

    void run();
};
*/

EventLoop::EventLoop():ep_(new Epoll)
{

}

EventLoop::~EventLoop()
{
    delete ep_;
}


void EventLoop::run()
{
    while(true)
    {
        std::vector<Channel*> channles = ep_->loop();
        for(auto &ch:channles)
        {
            ch->handleevent();
        }
    }
}


Epoll* EventLoop::ep()
{
    return ep_;
}

TcpServer.h

#pragma once

#include "EventLoop.h"
#include "Socket.h"
#include "Channel.h"


class TcpServer
{
private:
    EventLoop loop_;
public:
    TcpServer(const std::string &ip, const uint16_t port);
    ~TcpServer();

    void start();
};

TcpServer.cpp

#include "TcpServer.h"

/*
class TcpServer
{
private:
    EventLoop loop_;
public:
    TcpServer(const std::string &ip, const uint16_t port);
    ~TcpServer();
};
*/


TcpServer::TcpServer(const std::string &ip, const uint16_t port)
{
    Socket *servsock = new Socket(createnonblocking());
    InetAddress servaddr(ip, port);
    servsock->setreuseaddr(true);
    servsock->setreuseport(true);
    servsock->settcpnodelay(true);
    servsock->setkeepalive(true);
    servsock->bind(servaddr);
    servsock->listen();

    Channel *servchannel = new Channel(loop_.ep(), servsock->fd());
    servchannel->setreadcallback(std::bind(&Channel::newconnection, servchannel, servsock));
    servchannel->enablereading();
}

TcpServer::~TcpServer()
{

}

void TcpServer::start()
{
    loop_.run();
}

tcpepoll.cpp

#include "TcpServer.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc !=3)
    {
        printf("usage: ./tcpepoll ip port\n");
        printf("examples ./tcpepoll 127.0.0.1 6666\n");
        return -1;
    }

    TcpServer tcpserver(argv[1], atoi(argv[2]));
    tcpserver.start(); //运行事件循环

    return 0;
} 

client.cpp

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/tcp.h>  // TCP_NODELAY
#include <time.h>


int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc !=3)
    {
        printf("usage: ./client ip port");
        return -1;
    }

    int sockfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[1024];

    if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0)) < 0)
    {
        return -1;
    }

    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr))!=0)
    {
        return -1;
    }
    printf("connect ok\n");
    for(int i = 0; i < 200000; i++)
    {
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        printf("please input:");
        scanf("%s", buf);
        if(send(sockfd, buf, strlen(buf), 0) < 0)
        {
            close(sockfd);
            return -1;
        }
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        if(recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0) <= 0)
        {
            return -1;
        }
        printf("i:%d recv:%s\n", i, buf);
    }
    return 0;
}

makefile



all: client tcpepoll

client: client.cpp
	g++ -g -o client client.cpp 

tcpepoll:tcpepoll.cpp InetAddress.cpp Socket.cpp Epoll.cpp Channel.cpp EventLoop.cpp TcpServer.cpp
	g++  -g -o tcpepoll tcpepoll.cpp InetAddress.cpp Socket.cpp Epoll.cpp Channel.cpp EventLoop.cpp TcpServer.cpp

 
clean:
	rm -f client tcpepoll

运行

服务器
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客户端
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文章目录 一、前言二、做出的效果三、SD使用流程1、大模型2、关键字3、调参数 一、前言 随着mj和sd绘画软件发布之后&#xff0c;AI绘画开始爆火&#xff0c;很多小伙伴已经挖掘出很多的玩法&#xff0c;哪怕最基础的AI美女、AI壁纸、真人漫改等等都赚的盆满钵满&#xff0c;当…

Nginx 配置详解

官网&#xff1a;http://www.nginx.org/ 序言 Nginx是lgor Sysoev为俄罗斯访问量第二的rambler.ru站点设计开发的。从2004年发布至今&#xff0c;凭借开源的力量&#xff0c;已经接近成熟与完善。 Nginx功能丰富&#xff0c;可作为HTTP服务器&#xff0c;也可作为反向代理服务…

Satoshivm一文科普,手把手教你交互(bitget 钱包)

什么是 SatoshiVM&#xff1f; SatoshiVM 是一种去中心化的第 2 层解决方案&#xff0c;创新地将比特币网络的强大安全性和价值稳定性与以太坊虚拟机 (EVM) 的高级可编程性和灵活性相结合。 SatoshiVM 是区块链领域的一个突出功能&#xff0c;支持使用原生 BTC 作为 Gas&#x…

防火墙——计算机网络

前述基于密码的安全机制不能有效解决以下安全问题&#xff1a; 用户入侵&#xff1a; 利用系统漏洞进行未授权登录&#xff1b; 授权用户非法获取更高级别权限等。 软件入侵&#xff1a; 通过网络传播病毒、蠕虫和特洛伊木马。 拒绝服务攻击等。 解决方法&#xff1a; 防火墙&a…

Leetcode刷题笔记题解(C++):203. 移除链表元素

思路&#xff1a;不同的情况出现了&#xff0c;就是第一个节点要是为等于val的节点&#xff0c;可以新建一个节点&#xff0c;并next指向head&#xff0c;这样就可以遍历新的链表来删除节点 /*** Definition for singly-linked list.* struct ListNode {* int val;* L…

数据库应用:kylin 部署 达梦数据库DM8

目录 一、实验 1.环境 2.部署前规划 3.部署达梦数据库DM8 4.创建数据库及数据库事例管理 5.达梦数据库的基本操作 二、问题 1.xhost命令报错 2.执行安装程序DMInstall.bin 报错 3.解压安装程序报错 4.安装程序找不到文件 5.图像化界面打不开 6.安装内存太小 7.打开…

提升竞争力!攻读在职硕士为职业发展加冕——社科院与杜兰大学金融管理硕士

在现如今竞争激烈的职场环境中&#xff0c;不断提升自身的竞争力是每个职场人士都面临的重要任务。攻读在职硕士学位成为越来越多人实现个人职业发展目标的首选方式之一。特别是社科院与杜兰大学合作开设的金融管理硕士项目&#xff0c;为那些希望在金融行业取得突破的职业人士…

vue3实现瀑布流布局组件

先看效果图 直接上代码 utils.js // 用于模拟接口请求 export const getRemoteData (data 获取数据, time 2000) > {return new Promise((resolve) > {setTimeout(() > {console.log(模拟获取接口数据, data)resolve(data)}, time)}) }// 获取数组随机项 export…

npm ERR! code CERT_HAS_EXPIRED:解决证书过期问题

转载&#xff1a;npm ERR! code CERT_HAS_EXPIRED&#xff1a;解决证书过期问题_npm err! code cert_has_expired npm err! errno cert-CSDN博客 npm config set registry http://registry.cnpmjs.org npm config set registry http://registry.npm.taobao.org

【洛谷题解】P1303 A*B Problem

题目链接&#xff1a;A*B Problem - 洛谷 题目难度&#xff1a;普及- 涉及知识点&#xff1a;高精度 题意&#xff1a; 分析&#xff1a;直接套用模版即可 AC代码&#xff1a; #include<bits/stdc.h> using namespace std; char n[1000000],m[1000000]; int a[1000…