Zinx框架的高级用法

一、使用框架提供的实用类

zinx框架已经提供了常用的IO通道类-TCP。

阅读Tcp相关类的使用文档，将之前的3个案例用TCP的方式实现。

步骤：

  1. 创建Tcp数据通道类继承ZinxTcpData，重写GetInputNextStage函数，内容跟之前标准输入通道类的内容完全相同，但不直接构造对象。

  2. 创建Tcp工厂类，重写CreateTcpDataChannel函数，只构造一个Tcp数据通道对象，返回对象指针

  3. 创建ZinxTCPListen对象，指定好监听端口号和工厂对象。并将其添加到kernel中。

#include <zinx.h>
#include <ZinxTCP.h>
#include <iostream>
using namespace std;/*define class used to write stdout*/
class TestStdout:public Ichannel{
public:/*do nothing*/virtual bool Init(){}/*do nothing*/virtual bool ReadFd(std::string &_input){return false;}/*write to STDOUT directly*/virtual bool WriteFd(std::string &_output){cout << _output <<endl;return true;}/*do nothing*/virtual void Fini(){}/*return 1 which point to STDOUT*/virtual int GetFd(){return 1;}/*no impact*/virtual std::string GetChannelInfo(){return "test";}/*no next stage*/virtual AZinxHandler *GetInputNextStage(BytesMsg &_oInput){return NULL;}
} *poOut = new TestStdout();class Echo:public AZinxHandler
{
public:/*define echo action which is get string from input, and send out it via stdout channel object*/virtual IZinxMsg *InternelHandle(IZinxMsg &_oInput){GET_REF2DATA(BytesMsg, oBytes, _oInput);auto pchannel = ZinxKernel::Zinx_GetChannel_ByInfo(oBytes.szInfo);if (NULL != pchannel){ZinxKernel::Zinx_SendOut(oBytes.szData, *pchannel);}return NULL;}/*no next stage*/virtual AZinxHandler *GetNextHandler(IZinxMsg &_oNextMsg){return NULL;}
} *poEcho = new Echo();class ExitFramework:public AZinxHandler
{
public:virtual IZinxMsg *InternelHandle(IZinxMsg &_oInput){GET_REF2DATA(BytesMsg, oBytes, _oInput);if (oBytes.szData == "exit"){ZinxKernel::Zinx_Exit();return NULL;}return new BytesMsg(oBytes);}virtual AZinxHandler *GetNextHandler(IZinxMsg &_oNextMsg){return poEcho;}
} *poExit = new ExitFramework();class CmdHandler:public AZinxHandler
{
public:virtual IZinxMsg *InternelHandle(IZinxMsg &_oInput){GET_REF2DATA(BytesMsg, oBytes, _oInput);if (oBytes.szData == "close"){ZinxKernel::Zinx_Del_Channel(*poOut);return NULL;}else if (oBytes.szData == "open"){ZinxKernel::Zinx_Add_Channel(*poOut);return NULL;}return new BytesMsg(oBytes);}virtual AZinxHandler *GetNextHandler(IZinxMsg &_oNextMsg){GET_REF2DATA(BytesMsg, oBytes, _oNextMsg);if (oBytes.szData == "exit"){return poExit;}else{return poEcho;}}
} *poCmd = new CmdHandler();class TestStdin:public Ichannel{
public:/*do nothing*/virtual bool Init(){}virtual bool ReadFd(std::string &_input){cin>>_input;return true;}/*do nothing*/virtual bool WriteFd(std::string &_output){return false;}/*do nothing*/virtual void Fini(){}/*return 0 which point to STDIN*/virtual int GetFd(){return 0;}/*no impact*/virtual std::string GetChannelInfo(){return "test";}/*specify next stage is echo handler*/virtual AZinxHandler *GetInputNextStage(BytesMsg &_oInput){return poCmd;}
} *poIn = new TestStdin();class TestTcpData:public ZinxTcpData{
public:TestTcpData(int _fd):ZinxTcpData(_fd){}virtual AZinxHandler *GetInputNextStage(BytesMsg &_oInput){return poCmd;}
};class TestTcpFact:public IZinxTcpConnFact{virtual ZinxTcpData *CreateTcpDataChannel(int _fd){return new TestTcpData(_fd);}
};/*before main func called, three globle object was created before which were poOut point to a TestStdout object, poEcho point to a Echo object and poIn point to a TestStdin object.*/
int main()
{ZinxKernel::ZinxKernelInit();/*Add stdin and stdout channel to kernel*/ZinxKernel::Zinx_Add_Channel(*poIn);ZinxKernel::Zinx_Add_Channel(*poOut);auto tlc = new ZinxTCPListen(7766, new TestTcpFact());ZinxKernel::Zinx_Add_Channel(*tlc);/*start loop*/ZinxKernel::Zinx_Run();ZinxKernel::ZinxKernelFini();return 0;
}

二、编写一组实用类

需求：定时3秒钟，周期地向标准输出打印hello world

分析：

  • 怎么定时？是否可以通过fd反映超时？

  • 超时之后呢？直接输出hello world？（编写实用类要面向“客户”）

  • 定时的周期能否动态改？

思路：

  • 创建一个ZinxTimer类继承Ichannel类，这个类通过timerfd用来产生超时事件

  • 创建一个ZinxTimerDeliver类继承AZinxHandler类，这个类用来管理每次超时事件的分发和超时时间管理

  • 定义一个接口（全部方法都是纯虚函数的抽象类），提供纯虚函数用来处理超时事件

1.创建TimerOutProc抽象类

  • 仅提供两个纯虚函数，若有任务需要定时处理，则应该继承该类，重写这两个虚函数

  • Proc函数会在定时周期到期时被调用

  • GetTimerSec函数会在启动下一次定时任务时被调用，用来返回定时周期

class TimerOutProc {
public:virtual void Proc() = 0;virtual int GetTimerSec() = 0;virtual ~TimerOutProc();
};

2.创建ZinxTimerDeliver类

  • 需要重写的函数中最重要的是InternelHandle

  • 在InternelHandle中应该找出哪些TimerOutProc对象设定的时间到了，并执行其回调函数

  • 提供RegisterProcObject和UnRegisterProcObject函数用于注册TimerOutProc对象

  • 存储TimerOutProc对象时，要使用时间轮数据结构

  • 对于超时的管理应该是全局唯一的，所以需要单例模式

//定时器节点
struct WheelNode{int LastCount = -1;TimerOutProc *pProc = NULL;
};class ZinxTimerDeliver :public AZinxHandler
{static ZinxTimerDeliver m_single;//当前轮转刻度int m_cur_index = 0;//时间轮向量，每个坑中放一个multimap，multmap元素是圈数和定时器节点std::vector<std::multimap<int, WheelNode> > m_TimerWheel;
public:ZinxTimerDeliver();static ZinxTimerDeliver &GetInstance() {return m_single;}bool RegisterProcObject(TimerOutProc &_proc);void UnRegisterProcObject(TimerOutProc &_proc);// 通过 AZinxHandler 继承virtual IZinxMsg * InternelHandle(IZinxMsg & _oInput) override;virtual AZinxHandler * GetNextHandler(IZinxMsg & _oNextMsg) override;};bool ZinxTimerDeliver::RegisterProcObject( TimerOutProc & _proc)
{//计算圈数int last_count = _proc.GetTimerSec() / m_TimerWheel.size();//计算齿数int index = _proc.GetTimerSec() % m_TimerWheel.size();index += m_cur_index;index %= m_TimerWheel.size();//创建一个定时器节点存放圈数和定时器任务WheelNode tmp;tmp.LastCount = last_count;tmp.pProc = &_proc;//将定时器节点插入时间轮m_TimerWheel[index].insert(pair<int, WheelNode>(last_count, tmp));return true;
}void ZinxTimerDeliver::UnRegisterProcObject(TimerOutProc & _proc)
{//去注册就是遍历查找和删除for (auto single_map:m_TimerWheel){for (auto itr = single_map.begin(); itr != single_map.end(); itr++){if (itr->second.pProc == &_proc){single_map.erase(itr);return;}}}
}//处理超时的核心逻辑
IZinxMsg * ZinxTimerDeliver::InternelHandle(IZinxMsg & _oInput)
{uint64_t counts;GET_REF2DATA(BytesMsg, oBytes, _oInput);//获取当前超时的次数，一般是1，oBytes.szData.copy((char *)&counts, sizeof(counts), 0);for (int i = 0; i < counts; i++){//定义list存储超时的定时器节点，方便重新插入时间轮和后续回调list<WheelNode> wait_proc;for (auto itr = m_TimerWheel[m_cur_index].begin(); itr != m_TimerWheel[m_cur_index].end();){//遍历当前齿轮内的所有节点，将圈数减一itr->second.LastCount--;if (itr->second.LastCount <= 0){itr->second.LastCount = itr->first;wait_proc.push_back(itr->second);//删掉已经超时的定时器节点itr = m_TimerWheel[m_cur_index].erase(itr);}else{itr++;}}for (auto task : wait_proc){//调用超时处理函数task.pProc->Proc();//将本次遍历超时的所有定时器节点重新添加到时间轮中RegisterProcObject(*(task.pProc));}//刻度加一m_cur_index++;//刻度超了则转回来m_cur_index %= m_TimerWheel.size();}return nullptr;
}

3.创建ZinxTimer

  • 需要重写的函数最主要的是init和readfd

  • init函数中使用timerfd_create函数创建一个fd用于产生超时IO

  • Readfd函数中使用标准的read函数，消费每个超时IO。

  • 本类只负责产生1s的超时事件，这样可以让定时器更灵活

  • 产生1s的超时事件后，应该将该事件交给ZinxTimerDeliver处理

class ZinxTimer :public Ichannel
{
private:int m_fd = -1;
public:ZinxTimer();virtual ~ZinxTimer();// 通过 Ichannel 继承virtual bool Init() override;virtual bool ReadFd(std::string & _input) override;virtual bool WriteFd(std::string & _output) override;virtual void Fini() override;virtual int GetFd() override;virtual std::string GetChannelInfo() override;virtual AZinxHandler * GetInputNextStage(BytesMsg & _oInput) override;
};//在init函数中创建fd
bool ZinxTimer::Init()
{bool bRet = false;int timerfd = -1;//选用CLOCK_MONOTONIC类型的时钟，不会受系统时间修改影响timerfd = timerfd_create(CLOCK_MONOTONIC, 0);if (0 <= timerfd){//设置第一次超时时间和后续超时时间都是1秒struct itimerspec period = { {1,0}, {1,0} };if (0 == timerfd_settime(timerfd, 0, &period, NULL)){m_fd = timerfd;bRet = true;}else{close(timerfd);}}return bRet;
}bool ZinxTimer::ReadFd(std::string & _input)
{bool bRet = false;uint64_t over_times = 0;//调用read读取超时次数（大部分情况是1），将该64位数直接拷贝到输出参数字符串中（后续使用实再拷贝出来）if (sizeof(over_times) == read(m_fd, &over_times, sizeof(over_times))){_input.append((char *)&over_times, sizeof(over_times));bRet = true;}return bRet;
}
//返回ZinxTimerDeliver类的单例对象，表示超时事件由ZinxTimerDeliver处理
AZinxHandler * ZinxTimer::GetInputNextStage(BytesMsg & _oInput)
{return &ZinxTimerDeliver::GetInstance();
}

4.测试

  • 创建SpeakHello类继承TimerOutProc，用来输出“hello world”

  • 将SpeakHello对象注册到ZinxTimerDeliver中

  • 创建ZinxTimer对象并添加到kernel

class SpeakHello :public TimerOutProc {// 通过 TimerOutProc 继承virtual void Proc() override{string hello = "hello world";ZinxKernel::Zinx_SendOut(hello, *poOut);}virtual int GetTimerSec() override{return 3;}
};
int main()
{SpeakHello speak;ZinxTimerDeliver::GetInstance().RegisterProcObject(speak);ZinxKernel::Zinx_Add_Channel(*(new ZinxTimer()));
}

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