高性能服务器编程之统一事件源

在服务器编程框架中，都伴随着配置初始化，日志打印、信号处理、连接处理，数据处理等步骤。信号常常可以用来进行父子进程，线程的管控，但信号与连接到来/数据到来走的是不同的执行路线，并且信号处理函数要尽可能快地执行完，因为在信号函数处理期间，该信号不会被再次触发。为了能统一管理这些事件，一种典型的统一事件源的方法是，把信号的主要处理逻辑放到主循环中来做，当信号处理函数被触发时，它只是简单地执行目标信号对应的逻辑代码，信号处理函数通常使用管道来将信号传递给主循环，主循环通过I/O复用系统调用来监听管道的读端文件描述符上的可读事件。这样信号事件就跟其他I/O事件一样被处理。而不会在处理函数中处理导致该信号被屏蔽很久。

一个简单的统一事件源实现示例

代码如下：

#inlude <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <pthread.h>
#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
static int pipefd[2];
int setnonblocking(int fd)
{
	int old_option = fcntl(fd, F_GETFL);
	int new_option = old_option | O_NONBLOCK;
	fcntl(fd, F_SETFL, new_option);
	return old_option;
}
void addfd(int epollfd, int fd)
{
	epoll_event event;
	event.data.fd = fd;
	event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
	epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
	setnonblocking(fd);
	
}
//信号处理函数，负责将信号写入管道
void sig_handler(int sig)
{
	/*保留原来的errno,在函数最后恢复，保证函数的可重入性*/
	int save_errno = errno;
	int msg = sig;
	send(pipefd[1], (char *)&msg, 1, 0);
	errno = save_errno;
}
/*设置信号处理函数*/
void add_sig(int sig)
{
	struct sigaction sa;
	memset(&sa, '\0', sizeof(sa));
	sa.sa_handler = sig_handler;
	sa.sa_flags |= SA_RESTART;
	sigfillset(&sa.sa_mask);
	assert(sigaction(sig, &sa, NULL) != -1);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	if(argc <= 2)
	{
		printf("please input ip address and port number\n");
		return 1;
	}
	const char *ip = argv[1];
	int port = atoi(argv[2]);
	int ret = 0;
	struct sockaddr_in address;
	bzero(&address, sizeof(address));
	address.sin_family = AF_INET;
	inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
	address.sin_port = htons(port);
	int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	assert(listenfd >= 0);
	ret = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address));
	if(ret == -1)
	{
		printf("errno is %d\n", errno;
		return 1;
	}
	ret = listen(listenfd, 5);
	assert(ret != -1);
	epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
	int epollfd = epoll_create(5);
	assert(epollfd != -1);
	addfd(epollfd, listenfd);
	/*使用sockpair创建管道，把pipefd[0]上的可读事件注册到epollfd中*/
	ret = socketpair(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, pipefd);
	assert(ret != 1);
	//写端口，信号函数调用，不要阻塞
	setnonblocking(pipefd[1]);
	//读端口，主循环调用
	addfd(epollfd, pipefd[0]);
	/*设置一些信号的处理函数*/
	addsig(SIGHUP);
	addsig(SIGCHLD);
	addsig(SIFTERM);
	addsig(SIGINT);
	bool stop_server = false;
	while(!stop_server)
	{
		int number = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);
		if((number < 0) && (errno != EINTR))
		{
			printf("epoll failure\n");
			break;			
		}
		for(int i = 0; i < number; i++)
		{
			int sockfd = events[i].data.fd;
			/*对到来的事件判断，这里有三种，一是数据，二是新连接，三是信号*/
			/*这里是新连接*/
			if(sockfd == listenfd)
			{
				struct sockaddr_in clirent _address;
				socklen_t client_addrlength  = sizeof(client_address);
				int connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_address, &client_addrlength);
				addfd(epollfd, connfd);
			}
			/*如果是信号管道*/
			else if((sockfd == pipefd[0]) && (events[i].events & EPOLLIN))
			{
				int sig;
				char signals[1024];
				ret = recv(pipefd[0], signals, sizeof(signals), 0);
				if(ret == -1)
					continue;
				else if(ret == 0)
					continue;
				else
				{
					for(int i = 0; i < ret; ++i)
					{
						switch(signals[i])
						{
							case SIGCHLD:
							case SIGHUP
							{
								printf("sigchld, sighup\n");
								continue;
							}
							case SIGINT:
							case SIGTERM:
							{
								stop_srver = true;//终止服务器主循环
							}
						}
					}
				}
				else
				{
					/*在这里处理第三种情况，数据到来的情况*/
					/*....*/
				}
			}
		}
	}
	printf("close fds\n");
	close(listenfd);
	close(pipefd[1]);
	close(pipefd[0]);
	return 0;
}