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| 1 | +--- |
| 2 | +title: 编译使用Acl协程库 |
| 3 | +date: 2019-03-23 13:08:24 |
| 4 | +tags: 协程编程 |
| 5 | +categories: 协程编程 |
| 6 | +--- |
| 7 | + |
| 8 | +## 一、概述 |
| 9 | +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。 |
| 10 | + |
| 11 | +## 二、 acl 协程库的依赖关系 |
| 12 | +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: |
| 13 | + |
| 14 | + |
| 15 | +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。 |
| 16 | + |
| 17 | +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)。 |
| 18 | + |
| 19 | +## 三、一个简单的例子 |
| 20 | +下面是一个简单的使用 acl 协程的例子: |
| 21 | + |
| 22 | +```c |
| 23 | +#include "lib_acl.h" |
| 24 | +#include <stdio.h> |
| 25 | +#include <stdlib.h> |
| 26 | +#include "fiber/lib_fiber.h" |
| 27 | + |
| 28 | +static int __max_loop = 100; |
| 29 | +static int __max_fiber = 10; |
| 30 | +static int __stack_size = 64000; |
| 31 | + |
| 32 | +/* 协程处理入口函数 */ |
| 33 | +static void fiber_main(ACL_FIBER *fiber, void *ctx acl_unused) |
| 34 | +{ |
| 35 | + int i; |
| 36 | + |
| 37 | + /* 两种方式均可以获得当前的协程号 */ |
| 38 | + assert(acl_fiber_self() == acl_fiber_id(fiber)); |
| 39 | + |
| 40 | + for (i = 0; i < __max_loop; i++) { |
| 41 | + acl_fiber_yield(); /* 主动让出 CPU 给其它协程 */ |
| 42 | + printf("fiber-%d\r\n", acl_fiber_self()); |
| 43 | + } |
| 44 | +} |
| 45 | + |
| 46 | +int main(void) |
| 47 | +{ |
| 48 | + int ch, i; |
| 49 | + |
| 50 | + /* 创建协程 */ |
| 51 | + for (i = 0; i < __max_fiber; i++) { |
| 52 | + acl_fiber_create(fiber_main, NULL, __stack_size); |
| 53 | + } |
| 54 | + |
| 55 | + printf("---- begin schedule fibers now ----\r\n"); |
| 56 | + acl_fiber_schedule(); /* 循环调度所有协程,直至所有协程退出 */ |
| 57 | + printf("---- all fibers exit ----\r\n"); |
| 58 | + return 0; |
| 59 | +} |
| 60 | +``` |
| 61 | +
|
| 62 | +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。 |
| 63 | +
|
| 64 | +## 四、编译例子 |
| 65 | +下面的 Makefile 文件说明了最简单的编译方式: |
| 66 | +
|
| 67 | +``` |
| 68 | +fiber: main.o |
| 69 | + gcc -o fiber main.o -L./lib_fiber/lib -L./lib_acl/lib -l_acl -lfiber -lpthread -ldl |
| 70 | +main.o: main.c |
| 71 | + gcc -c main.c -O3 -DLINUX2 -I./lib_fiber/c/include -I./lib_acl/include |
| 72 | +``` |
| 73 | +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。 |
| 74 | +
|
| 75 | +## 五、C++ 示例 |
| 76 | +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: |
| 77 | +
|
| 78 | +```c++ |
| 79 | +#include <assert.h> |
| 80 | +#include <iostream> |
| 81 | +#include "acl_cpp/lib_acl.hpp" |
| 82 | +#include "fiber/lib_fiber.hpp" |
| 83 | +
|
| 84 | +class myfiber : public acl::fiber |
| 85 | +{ |
| 86 | +public: |
| 87 | + myfiber(int max_loop) : max_loop_(max_loop) {} |
| 88 | +
|
| 89 | +protected: |
| 90 | + // @override 实现基类纯虚函数 |
| 91 | + void run(void) |
| 92 | + { |
| 93 | + // 两种方式均可以获得当前的协程号 |
| 94 | + assert(get_id() == acl::fiber::self()); |
| 95 | +
|
| 96 | + for (int i = 0; i < max_loop_; i++) { |
| 97 | + acl::fiber::yield(); // 主动让出 CPU 给其它协程 |
| 98 | + std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() << std::endl; |
| 99 | + } |
| 100 | +
|
| 101 | + delete this; // 因为是动态创建的,所以需自动销毁 |
| 102 | + } |
| 103 | +
|
| 104 | +private: |
| 105 | + int max_loop_; |
| 106 | +
|
| 107 | + ~myfiber(void) {} |
| 108 | +}; |
| 109 | +
|
| 110 | +int main(void) |
| 111 | +{ |
| 112 | + int i, max_fiber = 10, max_loop = 10; |
| 113 | +
|
| 114 | + for (i = 0; i < max_fiber; i++) { |
| 115 | + acl::fiber* fb = new myfiber(max_loop); // 创建协程 |
| 116 | + fb->start(); // 启动协程 |
| 117 | + } |
| 118 | +
|
| 119 | + std::cout << "---- begin schedule fibers now ----" << std::endl; |
| 120 | + acl::fiber::schedule(); // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 |
| 121 | + std::cout << "---- all fibers exit ----" << std::endl; |
| 122 | +
|
| 123 | + return 0; |
| 124 | +} |
| 125 | +``` |
| 126 | + |
| 127 | +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()。 |
| 128 | + |
| 129 | +该 C++ 示例的 Makefile 与 C 的有所不同,内容如下: |
| 130 | + |
| 131 | +``` |
| 132 | +fiber: main.o |
| 133 | + g++ -o fiber main.o -L./lib_fiber/lib -lfiber_cpp \ |
| 134 | + -L./lib_acl_cpp/lib -l_acl_cpp \ |
| 135 | + -L./lib_acl/lib -l_acl -lfiber \ |
| 136 | + -lpthread -ldl |
| 137 | +main.o: main.cpp |
| 138 | + g++ -O3 -Wall -c main.cpp -DLINUX2 -I./lib_fiber/cpp/include \ |
| 139 | + -I./lib_acl_cpp/include |
| 140 | +``` |
| 141 | + |
| 142 | +## 六、C++11 示例 |
| 143 | +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: |
| 144 | + |
| 145 | +```c++ |
| 146 | +#include <iostream> |
| 147 | +#include "acl_cpp/lib_acl.hpp" |
| 148 | +#include "fiber/lib_fiber.hpp" |
| 149 | + |
| 150 | +static void fiber_main(int max_loop) |
| 151 | +{ |
| 152 | + for (int i = 0; i < max_loop; i++) { |
| 153 | + acl::fiber::yield(); // 主动让出 CPU 给其它协程 |
| 154 | + std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() << std::endl; |
| 155 | + } |
| 156 | +} |
| 157 | + |
| 158 | +int main(void) |
| 159 | +{ |
| 160 | + int i, max_fiber = 10, max_loop = 10; |
| 161 | + |
| 162 | + for (i = 0; i < max_fiber; i++) { |
| 163 | + go[=] { // 采用 c++11 的 lambad 表达式方式创建协程 |
| 164 | + fiber_main(max_loop); // 进入协程处理函数 |
| 165 | + }; |
| 166 | + } |
| 167 | + |
| 168 | + std::cout << "---- begin schedule fibers now ----" << std::endl; |
| 169 | + // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 |
| 170 | + acl::fiber::schedule(); |
| 171 | + std::cout << "---- all fibers exit ----" << std::endl; |
| 172 | + |
| 173 | + return 0; |
| 174 | +} |
| 175 | +``` |
| 176 | +
|
| 177 | +使用 C++11 方式创建协程是不是感觉更加简洁? |
| 178 | +
|
| 179 | +同样下面给出 makefile 内容: |
| 180 | +
|
| 181 | +``` |
| 182 | +fiber: main.o |
| 183 | + g++ -o fiber main.o -L../../../lib -lfiber_cpp \ |
| 184 | + -L../../../../lib_acl_cpp/lib -l_acl_cpp \ |
| 185 | + -L../../../../lib_acl/lib -l_acl -lfiber \ |
| 186 | + -lpthread -ldl |
| 187 | +main.o: main.cpp |
| 188 | + g++ -std=c++11 -O3 -Wall -c main.cpp -DLINUX2 -I.. -I../../../cpp/include \ |
| 189 | + -I../../../../lib_acl_cpp/include |
| 190 | +``` |
| 191 | +
|
| 192 | +## 七、基于协程的网络服务 |
| 193 | +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: |
| 194 | +
|
| 195 | +```c++ |
| 196 | +#include <iostream> |
| 197 | +#include "acl_cpp/lib_acl.hpp" |
| 198 | +#include "fiber/lib_fiber.hpp" |
| 199 | +
|
| 200 | +class fiber_client : public acl::fiber |
| 201 | +{ |
| 202 | +public: |
| 203 | + fiber_client(acl::socket_stream* conn) : conn_(conn) {} |
| 204 | +
|
| 205 | +protected: |
| 206 | + // @override 实现基类纯虚函数 |
| 207 | + void run(void) |
| 208 | + { |
| 209 | + std::cout << "fiber-" << acl::fiber::self() |
| 210 | + << ": fd=" << conn_->sock_handle() |
| 211 | + << ", addr=" << conn_->get_peer() << std::endl; |
| 212 | + echo(); |
| 213 | + delete this; // 因为是动态创建的,所以需自动销毁 |
| 214 | + } |
| 215 | +
|
| 216 | +private: |
| 217 | + acl::socket_stream* conn_; |
| 218 | +
|
| 219 | + ~fiber_client(void) |
| 220 | + { |
| 221 | + delete conn_; |
| 222 | + } |
| 223 | +
|
| 224 | + void echo(void) |
| 225 | + { |
| 226 | + char buf[8192]; |
| 227 | +
|
| 228 | + // 从客户端读取数据并回显 |
| 229 | + while (!conn_->eof()) { |
| 230 | + int ret = conn_->read(buf, sizeof(buf), false); |
| 231 | + if (ret == -1) { |
| 232 | + std::cout << "read " << acl::last_serror() << std::endl; |
| 233 | + break; |
| 234 | + } |
| 235 | + if (conn_->write(buf, ret) == -1) { |
| 236 | + std::cout << "write " << acl::last_serror() << std::endl; |
| 237 | + break; |
| 238 | + } |
| 239 | + } |
| 240 | + } |
| 241 | +}; |
| 242 | +
|
| 243 | +class fiber_server : public acl::fiber |
| 244 | +{ |
| 245 | +public: |
| 246 | + fiber_server(const char* addr) : addr_(addr) {} |
| 247 | +
|
| 248 | +protected: |
| 249 | + // @override |
| 250 | + void run(void) |
| 251 | + { |
| 252 | + // 监听服务地址 |
| 253 | + acl::server_socket ss; |
| 254 | + if (ss.open(addr_) == false) { |
| 255 | + std::cout << "listen " << addr_.c_str() << " error" << std::endl; |
| 256 | + delete this; |
| 257 | + return; |
| 258 | + } |
| 259 | +
|
| 260 | + std::cout << "listen " << addr_.c_str() << " ok" << std::endl; |
| 261 | +
|
| 262 | + while (true) { |
| 263 | + // 等待接收客户端连接 |
| 264 | + acl::socket_stream* conn = ss.accept(); |
| 265 | + if (conn == NULL) { |
| 266 | + std::cout << "accept error" << std::endl; |
| 267 | + break; |
| 268 | + } |
| 269 | +
|
| 270 | + // 创建客户端处理协程 |
| 271 | + acl::fiber* fb = new fiber_client(conn); |
| 272 | + fb->start(); |
| 273 | + } |
| 274 | +
|
| 275 | + delete this; |
| 276 | + } |
| 277 | +
|
| 278 | +private: |
| 279 | + acl::string addr_; |
| 280 | +
|
| 281 | + ~fiber_server(void) {} |
| 282 | +}; |
| 283 | +
|
| 284 | +int main(void) |
| 285 | +{ |
| 286 | + const char* addr = "127.0.0.1:8089"; |
| 287 | +
|
| 288 | + acl::fiber* fb = new fiber_server(addr); // 创建监听服务协程 |
| 289 | + fb->start(); // 启动监听协程 |
| 290 | +
|
| 291 | + // 循环调度所有协程,直至所有协程退出 |
| 292 | + acl::fiber::schedule(); |
| 293 | +
|
| 294 | + return 0; |
| 295 | +} |
| 296 | +``` |
| 297 | + |
| 298 | +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。 |
| 299 | + |
| 300 | +## 八、参考 |
| 301 | +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。 |
| 302 | + |
| 303 | +github:https://github.com/acl-dev/acl |
| 304 | +gitee: http://git.oschina.net/acl-dev/acl |
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