muduo原始碼分析——TCPConnection 以及 bind導致的shared_ptr計數變化分析

這里簡要分析TCPConnection的用法以及代碼

1. TcpConnection 發送

2. TcpConnection 接收

TcpConnection::handleRead呼叫
ssize_t n = inputBuffer_.readFd(channel_->fd(), &savedErrno);
一次把內核緩沖區的資料讀完

3 TcpConnection 一些小點

3.1 TcpConnection 接收設計原理

TCP協議的shutdown與close等描述
上個文章解釋了為什么muduo的TCP連接中，使用shutdown后呼叫read() == 0來判斷對端是否關閉寫，因為發送FIN之后，接收方會read回傳0，非阻塞read沒有資料回傳-1，

這里有一點需要注意，socket::shutdown()本身只會關閉連接，不會關閉socket fd，TCPConnection有一個 組合的socket物件，std::unique_ptr< Socket> socket_;而socket物件RAII的解構式中有 sockets::close(sockfd_);

3.2 TcpConnection 存盤變數

TcpConnection 中，可以使用使用boost::any與boost::any_cast實作任意型別的資料存盤與提取，muduo中例子實作對conn中的FILE*指標的存盤與操作

boost::any相關使用分析

  boost::any context_;
  void setContext(const boost::any& context)
  { context_ = context; }
  const boost::any& getContext() const
  { return context_; }

注意問題

3.3 TcpConnection 中一個簡單的shared_ptr

這是muduo的一個簡單的tcp連接，但是通過shared_ptr來管理FILE*的生命周期，使其運用了C++的RAII，生命周期與TCPConnection一致，同時節省了很多代碼，

#include "muduo/base/Logging.h"
#include "muduo/net/EventLoop.h"
#include "muduo/net/TcpServer.h"

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

using namespace muduo;
using namespace muduo::net;

void onHighWaterMark(const TcpConnectionPtr& conn, size_t len)
{
  LOG_INFO << "HighWaterMark " << len;
}

const int kBufSize = 64*1024;
const char* g_file = NULL;
typedef std::shared_ptr<FILE> FilePtr; //line3

void onConnection(const TcpConnectionPtr& conn)
{
  LOG_INFO << "FileServer - " << conn->peerAddress().toIpPort() << " -> "
           << conn->localAddress().toIpPort() << " is "
           << (conn->connected() ? "UP" : "DOWN");
  if (conn->connected())
  {
    LOG_INFO << "FileServer - Sending file " << g_file
             << " to " << conn->peerAddress().toIpPort();
    conn->setHighWaterMarkCallback(onHighWaterMark, kBufSize+1);

    FILE* fp = ::fopen(g_file, "rb");   // line1
    if (fp)
    {
      FilePtr ctx(fp, ::fclose);  //line2
      conn->setContext(ctx);
      char buf[kBufSize];
      size_t nread = ::fread(buf, 1, sizeof buf, fp);
      conn->send(buf, static_cast<int>(nread));
    }
    else
    {
      conn->shutdown();
      LOG_INFO << "FileServer - no such file";
    }
  }
}

void onWriteComplete(const TcpConnectionPtr& conn)
{
  const FilePtr& fp = boost::any_cast<const FilePtr&>(conn->getContext());
  char buf[kBufSize];
  size_t nread = ::fread(buf, 1, sizeof buf, get_pointer(fp));
  if (nread > 0)
  {
    conn->send(buf, static_cast<int>(nread));
  }
  else
  {
    conn->shutdown();
    LOG_INFO << "FileServer - done";
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  LOG_INFO << "pid = " << getpid();
  if (argc > 1)
  {
    g_file = argv[1];

    EventLoop loop;
    InetAddress listenAddr(2021);
    TcpServer server(&loop, listenAddr, "FileServer");
    server.setConnectionCallback(onConnection);
    server.setWriteCompleteCallback(onWriteComplete);
    server.start();
    loop.loop();
  }
  else
  {
    fprintf(stderr, "Usage: %s file_for_downloading\n", argv[0]);
  }
}

如果不用shared_ptr，則如下

void onConnection(const TcpConnectionPtr& conn)
  if...
  else
  {
    if (!conn->getContext().empty())
    {
      FILE* fp = boost::any_cast<FILE*>(conn->getContext());
      if (fp)
      {
        ::fclose(fp);
      }
    }
  }

4. bind導致的shared_ptr計數變化以及muduo中的使用

之前有寫過文章涉及到shared_ptr計數變化https://blog.csdn.net/weixin_44537992/article/details/109227442
但是沒有詳細思考過bind會導致shared_ptr的參考計數發生什么變化，這次分析一下

4.1 默認move建構式分析

分析bind函式時候，跟蹤到后面的tuple的move構造使用了

constexpr tuple(tuple&&) = default;

那么這個默認的轉移建構式具體是怎么實作的呢，會在指標拷貝后，將原指標置nullptr嗎？
先說結論，默認轉移建構式會呼叫物件中的每一個變數，分別呼叫其變數自己的move建構式，

class A
{
B b1,b2;
};
A::A(A&& a)
{
this.b1(move(a.b1));
this.b2(move(a.b2));
}

下面例子可以驗證上述結論

class Test
{public:
    Test(int p):i(p){};
    Test(Test&&){std::cout<<"Move"<<std::endl;} // 
    int i;
};
class forwordtest
{
    public:
        forwordtest(int i,int* ptr = new int(2)):p(ptr),t(i){}
        //forwordtest(forwordtest&& fw) = default;
        Test t;
        int* p;
};
int main()
{
    int tep = 3;

    forwordtest forw(3,&tep);
    std::cout<<"forw.p    "<<forw.p<<std::endl;
    std::cout<<"forw.t.i    "<<forw.t.i<<std::endl;
    forwordtest forw_a(std::move(forw));
    std::cout<<"forw_a.p    "<<forw_a.p<<std::endl;
    std::cout<<"forw_a.t.i    "<<forw_a.t.i<<std::endl;
    std::cout<<"forw.p    "<<forw.p<<std::endl;
    std::cout<<"forw.t.i    "<<forw.t.i<<std::endl;
}

forw.p0x61fccc
forw.t.i3
Move
forw_a.p0x61fccc
forw_a.t.i0
forw.p0x61fccc
forw.t.i3

默認轉移建構式沒有完成將原來指標置空，因為其變數自己的轉移構造沒有實作該功能，

4.2 bind與shared_ptr計數關系

class my_class :public std::enable_shared_from_this<my_class>{
public:
    typedef std::function<void()> callback;
	void clean_something_up(){std::cout<<"helloworld"<<std::endl;}
    void on_complete() { 
    complete_callback = std::bind(&my_class::clean_something_up,shared_from_this());
    std::cout<<"1 shared_from_this: "<<shared_from_this().use_count()<<std::endl;  //3
    } 
private:
    callback complete_callback;
};
int main(){
    std::shared_ptr<my_class> obj3 = std::make_shared<my_class>();
    std::weak_ptr<my_class> myob(obj3);

    std::function<void()> fun = std::bind(&my_class::clean_something_up,obj3); //這里如果只使用std::bind(&my_class::clean_something_up,obj3)，則use.count為1
    std::cout<<obj3.use_count()<<std::endl; //2
    }

2

上述例子中，obj3.use_count()為2，為什么呢？