在開始之前先回顧一下用Linux提供的基本的API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)tcp服務(wù)器的流程:

1.調(diào)用socket得到一個(gè)文件描述符；

2.調(diào)用bind綁定IP和端口(在綁定之前需要填充一個(gè)struct sockaddr_in結(jié)構(gòu)體)；

3.調(diào)用accept接受連接請(qǐng)求；

4.調(diào)用read/write來收發(fā)數(shù)據(jù)。

其中，accept、read在默認(rèn)情況下還是阻塞的，我們還可能需要調(diào)用用select, poll, epoll來對(duì)多個(gè)客戶端進(jìn)行處理。想一想，這一套下來其實(shí)蠻復(fù)雜的。

libuv對(duì)tcp提供的API與標(biāo)準(zhǔn)的linux提供的API相比，更為簡(jiǎn)單。僅僅需要調(diào)用幾個(gè)API函數(shù)，完成幾個(gè)回調(diào)函數(shù)的編寫，便可編寫出一個(gè)性能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠的TCP服務(wù)器。

libuv對(duì)TCP消息的處理，同樣是基于stream的。

下面進(jìn)入正題，開始介紹如何利用libuv編寫一個(gè)tcp服務(wù)器。先介紹一下基本流程:

1.uv_tcp_init建立tcp句柄

2.uv_tcp_bind綁定

3.uv_listen建立監(jiān)聽，當(dāng)有新的連接到來時(shí)，激活調(diào)用回調(diào)函數(shù)

4.uv_accept接收鏈接

5.使用stream操作來和客戶端通信

1.API函數(shù)介紹

由于tcp服務(wù)器與客戶端之間的數(shù)據(jù)交互依賴于stream，如果不了解的話可以看這里，在本文中不再進(jìn)行介紹。

1.1.初始化TCP服務(wù)器對(duì)象

int uv_tcp_init(uv_loop_t, uv_tcp_t handle);

uv_tcp_t server;uv_tcp_init(loop,&server);

1.2.填充struct sockaddr_in結(jié)構(gòu)體

int uv_ip4_addr(const char* ip, int port, struct sockaddr_in* addr);

參數(shù)1：本機(jī)IP

參數(shù)2：端口號(hào)

參數(shù)3：待填充的結(jié)構(gòu)體的地址

struct sockaddr_in addr;uv_ip4_addr("0.0.0.0",7000,&addr);

1.3.綁定IP和端口

int uv_tcp_bind(uv_tcp_t* handle,const struct sockaddr* addr,unsigned int flags);

參數(shù)1：tcp服務(wù)器對(duì)象

參數(shù)2：指向sockaddr_in結(jié)構(gòu)體

參數(shù)3：一般寫0。在使用IPv6時(shí)，此參數(shù)可寫為UV_TCP_IPV6ONLY

uv_tcp_bind(&server,(const struct sockaddr*)&addr,0);

1.4.建立監(jiān)聽

int uv_listen(uv_stream_t* stream, int backlog, uv_connection_cb cb);

參數(shù)1：要監(jiān)聽的對(duì)象

參數(shù)2：最大長(zhǎng)度的待處理的請(qǐng)求連接隊(duì)列。

參數(shù)3：回調(diào)函數(shù)，在回調(diào)函數(shù)內(nèi)進(jìn)行uv_accept、uv_read_start操作。

int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);
 
if(r)
{
    fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
    return 1;
}

2.uv_listen的回調(diào)函數(shù)介紹

void (uv_connection_cb)(uv_stream_t server, int status);

server:服務(wù)器對(duì)象

status:狀態(tài)，status小于0，則代表連接失敗

void on_new_connection(uv_stream_t* server,int status)
{
    if(status < 0)
    {
        fprintf(stderr,"New connection error %s\n",uv_strerror(status));
 
 
        return;
    }
 
    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *)malloc(sizeof(uv_tcp_t));
 
    uv_tcp_init(loop,client);
 
    //判斷accept是否成功
    if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client) == 0)
    {
        uv_read_start((uv_stream_t*)client,alloc_buffer,echo_read);
    }
    else 
    {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }
}

3.完整代碼

#include <stdio.h>
#include <uv.h>
#include <stdlib.h>
 
uv_loop_t *loop;
#define DEFAULT_PORT 7000
 
//連接隊(duì)列最大長(zhǎng)度
#define DEFAULT_BACKLOG 128
 
typedef struct{
    uv_write_t req;
    uv_buf_t buf;
}write_req_t;
 
//負(fù)責(zé)為新來的消息申請(qǐng)空間
void alloc_buffer(uv_handle_t* handle,size_t suggested_size,uv_buf_t* buf)
{
    buf->len = suggested_size;
    buf->base = (char *)malloc(suggested_size);
}
 
void on_close(uv_handle_t* handle)
{
    if(handle != NULL)
        free(handle);
}
 
void free_write_req(uv_write_t *req)
{
    write_req_t *wr = (write_req_t*)req;
 
    free(wr->buf.base);
    free(wr);
}
 
void echo_write(uv_write_t* req, int status)
{
    if(status)
    {
        fprintf(stderr, "Write error %s\n", uv_strerror(status));
    }
 
    free_write_req(req);
}
 
//負(fù)責(zé)處理新來的消
void echo_read(uv_stream_t* client,ssize_t nread,const uv_buf_t* buf)
{
    if(nread > 0)
    {
        buf->base[nread] = 0;
        fprintf(stdout,"recv:%s",buf->base);
 
        write_req_t *req = (write_req_t *)malloc(sizeof(write_req_t));
        req->buf = uv_buf_init(buf->base,nread);
 
        uv_write((uv_write_t *)req,client,&req->buf,1,echo_write);
 
        return;
    }
    else if(nread < 0)
    {
        if(nread != UV_EOF)
        {
            fprintf(stderr,"Read error %s\n",uv_err_name(nread));
        }
        else
        {
            fprintf(stderr,"client disconnect\n");
        }
        uv_close((uv_handle_t*)client,on_close);
    }
 
    if(buf->base != NULL)
    {
        free(buf->base);
    }
}
 
void on_new_connection(uv_stream_t* server,int status)
{
    if(status < 0)
    {
        fprintf(stderr,"New connection error %s\n",uv_strerror(status));
 
 
        return;
    }
 
    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *)malloc(sizeof(uv_tcp_t));
 
    uv_tcp_init(loop,client);
 
    //判斷accept是否成功
    if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client) == 0)
    {
        uv_read_start((uv_stream_t*)client,alloc_buffer,echo_read);
    }
    else 
    {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }
}
 
int main(int argc,char **argv)
{
    loop = uv_default_loop();
 
    uv_tcp_t server;
    uv_tcp_init(loop,&server);
 
    struct sockaddr_in addr;
 
    uv_ip4_addr("0.0.0.0",DEFAULT_PORT,&addr);
 
    uv_tcp_bind(&server,(const struct sockaddr*)&addr,0);
 
    int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);
 
    if(r)
    {
        fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
        return 1;
    }
 
    return uv_run(loop,UV_RUN_DEFAULT);
}

此代碼實(shí)現(xiàn)了一個(gè)echo服務(wù)器，支持多客戶端連接。需要說明的是，當(dāng)客戶端發(fā)起四次揮手?jǐn)嚅_連接時(shí)，服務(wù)器端會(huì)觸發(fā)echo_read回調(diào)函數(shù)。在回調(diào)函數(shù)內(nèi)部需要根據(jù)nread判斷當(dāng)前狀態(tài)，如果nread小于0，并且nread等于UV_EOF,則代表客戶端斷開連接。此時(shí)對(duì)客戶端對(duì)象進(jìn)行close操作即可。