muduo网络库剖析——通道Channel类

前情

从muduo到my_muduo

作为一个宏大的、功能健全的muduo库，考虑的肯定是众多情况是否可以高效满足；而作为学习者，我们需要抽取其中的精华进行简要实现，这要求我们足够了解muduo库。

做项目 = 模仿 + 修改，不要担心自己学了也不会写怎么办，重要的是积累，学到了这些方法，如果下次在遇到通用需求的时候你能够回想起之前的解决方法就够了。送上一段话！

概要

事件种类

epoll_event是Linux操作系统中的一个数据结构，用于表示一个I/O事件。它在使用epoll多路复用技术时作为参数传递给相关的函数，以便在事件发生时通知应用程序。
epoll_event结构体的定义如下：

struct epoll_event {  
    __uint32_t events;  /* Epoll events */  
    epoll_data_t data;  /* User data variable */  
};

其中，events表示事件，例如EPOLLIN（需要读取数据的情况）、EPOLLOUT（输出缓冲为空，可以立即发送数据的情况）等。data是用户数据变量，可以使用union epoll_data来定义，其中ptr可以指向任何类型的用户数据，fd表示文件描述符，u32和u64分别表示一个32位和64位的无符号整数。

当应用程序注册了某个文件描述符到一个epoll实例上时，就可以通过epoll_event结构体来指定对应的事件以及关联的用户数据。当这些事件发生时，epoll系统调用会返回对应的epoll_event结构体，以便应用程序处理事件。

总的来说，epoll_event结构体是Linux系统中实现事件驱动编程的一个关键数据结构，通过它可以将多个I/O事件集中处理，提高了程序的效率和响应性。

channel

而channel和event一一映射，通过channel能够获取到event中的events，即感兴趣的事件，通过channel也可以改变events感兴趣的事件。同时Poller监听，如果有事件发生，那么该事件所对应channel也会调用所相应发生事件的回调函数。这就是channel类的主要作用，起到了一个代表event，但大于event作用的这样一个类。

框架与细节

成员

channel中成员包括自己所属的事件循环，还有channel对应的套接字，用来监听；以及该channel中event所感兴趣的事件，和真正监听到的事件，以及channel此时在Poller中处于什么状态，对应着Poller是否在监听对应的event.

代表感兴趣事件的类型。设为static变量，类使用。

以及相关的函数回调。

函数

包括一系列的函数调用声明，以及读写事件的确认与设置，感兴趣事件对应event修改，事件发生时对应回调函数触发。完成channel的与event对应，以及channel能够作为触发对象针对event监听到的事件进行函数回调触发等功能。

细节实现

如果h文件中不会规定某类的大小，或者只用到了某类的指针，我们可以通过声明class而不是include头文件的来减少头文件信息的暴露。比如：
当中的EventLoop类在h文件中只涉及指针，更多细节在cc文件中实现。那我们在头文件中只写class EventLoop;而在cc文件中再包含上EventLoop.h即可。


update函数和remove函数表示着通道的更新和删除，我们统一的实现是在时间循环类EventLoop趋势线这两个函数，所以channel和Poller中的对通道的更改会调用EventLoop类中的对channel更改函数。

使用方法

源码

//Channel.h
#pragma once

#include <functional>
#include <sys/epoll.h>

#include "noncopyable.h"
#include "Timestamp.h"
#include "Log.h"


class EventLoop;  


class Channel : noncopyable {
public:
    using EventCallback = std::function<void()>;
    using ReadEventCallback = std::function<void(Timestamp)>;
    Channel(EventLoop* loop, int fd) : loop_(loop), fd_(fd), events_(0), status_(0) {}
    ~Channel() = default;

    int fd() const { return fd_; }
    EventLoop* loop() const { return loop_; }
    int status() const { return status_; }
    int events() const { return events_; }
    bool isReading() const { return events_ & kReadEvent; }
    bool isWriting() const { return events_ & kWriteEvent; }
    bool isNoneEvent() const { return events_ == kNoneEvent; }
    void enableReading() { events_ |= kReadEvent; update(); }
    void enableWriting() { events_ |= kWriteEvent; update(); }
    void disableReading() { events_ &= ~kReadEvent; update(); }
    void disableWriting() { events_ &= ~kWriteEvent; update(); }
    void disableAll() { events_ = kNoneEvent; update(); }
    void setReadCallback(const ReadEventCallback& cb) { readCallback_ = cb; }
    void setWriteCallback(const EventCallback& cb) { writeCallback_ = cb; }
    void setErrorCallback(const EventCallback& cb) { errorCallback_ = cb; }
    void setCloseCallback(const EventCallback& cb) { closeCallback_ = cb; }
    void remove();
    void set_revents(int revents) { revents_ = revents; }
    void set_status(int status) { status_ = status; }
    void handleEventWithGuard(Timestamp receiveTime);
private:
    void update();
    EventLoop* loop_;
    int fd_;
    int events_;
    int revents_;
    int status_;
    static const int kNoneEvent;
    static const int kReadEvent;
    static const int kWriteEvent;
    EventCallback writeCallback_;
    EventCallback errorCallback_;
    EventCallback closeCallback_;
    ReadEventCallback readCallback_;
};

//Channel.cc
#include "Channel.h"
#include "EventLoop.h"

void Channel::update() {
    loop_->updateChannel(this);
}

void Channel::remove() {
    loop_->removeChannel(this);
}

void Channel::handleEventWithGuard(Timestamp receiveTime) {
    LOG_INFO("%s--%s--%d : channel handle revents : %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, revents_);
    if ((revents_ & EPOLLHUP) && !(revents_ & EPOLLIN)) {
        if (closeCallback_) closeCallback_();
    }
    else if (revents_ & EPOLLERR) {
        if (errorCallback_) errorCallback_();
    }
    else if (revents_ & EPOLLIN) {
        if (readCallback_) readCallback_(receiveTime);
    }
    else if (revents_ & EPOLLOUT) {
        if (writeCallback_) writeCallback_();
    }
}

结尾

以上就是通道Channel类的相关介绍，以及我在进行项目重写的时候遇到的一些问题，和我自己的一些心得体会。发现写博客真的会记录好多你的成长，而且对于一个好的项目，写博客也是证明你确实有过深度思考，并且在之后面试或者工作时遇到同样的问题能够进行复盘的一种有效的手段。所以，希望uu们也可以像我一样，养成写博客的习惯，逐渐脱离菜鸡队列，向大佬前进！！！加油！！！

也希望我能够完成muduo网络库项目的深度学习与重写，并在功能上能够拓展。也希望在完成这个博客系列之后，能够引导想要学习muduo网络库源码的人，更好地探索这篇美丽繁华的土壤。致敬chenshuo大神！！！

鉴于博主只是一名平平无奇的大三学生，没什么项目经验，所以可能很多东西有所疏漏，如果有大神发现了，还劳烦您在评论区留言，我会努力尝试解决问题！