统一事件源

统一事件源

事件源

1.定时器的超时事件(本质上依靠信号SIGALARM)
2.信号
3.数据读
4.数据写
5.网络异常
信号是一种异步事件：信号处理函数和程序的主循环是两条不同的执行线路。很显然，信号处理函数需要尽可能快地执行完毕，以确保该信号不被屏蔽太久。一种典型的解决方案是：把信号的主要处理逻辑放到程序的主循环中，当信号处理函数被触发时，它只是简单地通过通知主程序接受到的信号，并把信号传递给主循环，主循环再根据接收到的信号值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：信号处理函数往管道的写端写入信号值，主循环则从管道的读端读出该信号值。那么主循环怎么知道管道上何时有数据可读呢？ 这很简单，我们只需要使用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。如此一来，信号事件就能和其它I/O事件一样被处理，既统一事件源

简述：当信号来临时，有些信号可能会屏蔽掉其它信号，如果将信号函数单独进行处理不利于程序的性能和可靠性，我们将信号写入管道中，将管道加入到I/O多路复用事件集中，保证信号来临时可以被及时处理。

很多优秀的I/O框架库和后台服务器程序都统一处理信号和I/O事件，比如Libevent I/O框架库和xinetd超级服务。

下面是一个简单地统一事件源实现的代码(Linux )

head.hpp
#ifndef _HEAD_H
#define _HEAD_H
#include<iostream>
#include<sys/types.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<assert.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<netdb.h>
#include<sys/epoll.h>
#include<pthread.h>

void my_err(std::string str, int line)
{
    fprintf(stderr, "line:  %d\n", line);
    std::cerr << str << std::endl;
    exit(0);
}

#endif







#include"head.hpp"
#include<signal.h>
#include<errno.h>
#define MAX_EVENT_NUMBER 1024
static int pipefd[2];

/*设置为非阻塞*/
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;
}

/*将文件描述符fd上的EPOLLIN注册到epollfd指示的epoll内核事件表中*/
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*/
void sig_handler(int sig)
{
    /*保留原来的errno，在函数最后恢复，以保证函数的可重入性*/
    int save_errno = errno;
    int msg = sig;
    send(pipefd[1], (char *)&msg, 1, 0); //将信号值写入管道中，以通知主循环
    errno = save_errno;
}

/*设置信号的处理函数*/
void addsig(int sig)
{
    struct sigaction sa;
    memset(&sa, '\0', sizeof(sa));
    sa.sa_handler = sig_handler; //函数接口
    sa.sa_flags |= SA_RESTART; //SA_RESTART标志以自动重启被该信号中断的系统调用
    sigfillset(&sa.sa_mask);      //int sigfillset(sigset_t* set) 在信号集中设置所有信号
    assert(sigaction(sig, &sa, NULL) != -1);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    const char* ip = argv[1];
    int port = atoi(argv[2]);
    int ret = 0;
    struct sockaddr_in address;
    memset(&address, 0, sizeof(address));
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_port = htons(port);
    inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);

    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(listenfd < 0)
        my_err("socket", __LINE__);
    
    ret = bind(listenfd, (sockaddr *)&address, sizeof(address));
    if(ret < 0) 
        my_err("bind", __LINE__);
    
    ret = listen(listenfd, 5);
    if(ret < 0)
        my_err("listen", __LINE__);
    
    epoll_event events[MAX_EVENT_NUMBER];
    int epollfd = epoll_create(5);
    
    addfd(epollfd, listenfd);

    /*使用socketpair创建管道，注册pipefd[0]上的可读事件*/
    ret = socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, pipefd);
    if(ret < 0) 
        my_err("socketpair", __LINE__);
    /*将写端设置成非阻塞*/
    setnonblocking(pipefd[1]);

    /*将读端加入到epoll事件集中*/
    addfd(epollfd, pipefd[0]);

    /*设置一些信号的处理函数*/
    addsig(SIGHUP);
    addsig(SIGCHLD);
    addsig(SIGTERM);
    addsig(SIGINT);

    bool stop_server = false;

    while(!stop_server)
    {
        int number = epoll_wait(epollfd, events, MAX_EVENT_NUMBER, -1);
        if( (number < 0) && (errno != EINTR) )
        {
            std::cout << "epoll failure\n";
            break;
        }
        for(int i = 0; i < number; ++i)
        {
            int sockfd = events[i].data.fd;
            if(sockfd == listenfd)
            {
                /*如果就绪的文件描述符是listenfd，则处理新的连接*/
                struct sockaddr_in client;
                socklen_t len = sizeof(client);
                int connfd = accept(listenfd, (sockaddr*)&client, &len);
                addfd(epollfd, connfd);
            }
            /*管道读端有数据可读*/
            else if( (sockfd == pipefd[0]) && (events[i].data.fd & EPOLLIN) )
            {   
                int sig;
                char signals[1024];
                ret = recv(pipefd[0], signals, sizeof(signals), 0);
                if(ret == -1)
                    continue;
                else if(ret == 0)
                    continue;
                else
                {
                    /*因为每个信号值占一个字节，所以按字节来逐个接收信号。我们以SIGTERM为例，来说明如何安全的终止服务器主循环*/
                    for(int i = 0; i < ret; ++i)
                    {
                        switch(signals[i])
                        {   
                            case SIGCHLD: 
                            {
                                printf("SIGCHLD \n");
                                continue;
                            }
                            case SIGHUP: 
                            {
                                printf("SIGHUP \n");
                                continue;
                            }
                            case SIGTERM:
                            {
                                printf("SIGINT \n");
                            } 
                            case SIGINT:  //ctrl+c
                            {
                              printf("SIGINT \n");
                              stop_server = true;
                            }
                        }
                    }
                }
                
            }
        }
    }
    std::cout << "close fds\n";
    close(listenfd);
    close(pipefd[1]);
    close(pipefd[0]);
    return 0;
}