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1.muduo网络库的类图

• 类图如下：

  

• 解释如下：

  灰色是内部类，对外不可见；
  白色是外部类，对外可见；

• EventLoop类

  EventLoop是对事件循环的抽象；

• Poller类，PollPoller类，EPollPoller类

  （1）下面的三个是muduo唯一使用面向对象编程思想的地方，下面三个类都是内部类，Poller是抽象类，有三个纯虚函数，muduo的对外接口不使用虚函数来暴露的：
  Poller是对I/O复用的抽象；
  PollPoller派生类继承至Poller，是对poll的封装；
  EPollPoller派生类继承至Poller，是对epoll的封装；
  （2）EventLoop与Poller关系是组合，一个EventLoop包含一个Poller（实心表示组合关系），且Poller的生存期由EventLoop来控制，EventLoop的poll函数实际上是调用Poller的poll函数来实现；

• Channel类

  （1）Channel实际是I/O事件的注册响应封装，update()成员函数负责注册更新I/O可读可写事件，handleEvent()对所发生的I/O事件进行处理；
  （2）update()成员函数负责注册更新I/O可读可写事件时，又会调用到EventLoop.updateChannel()，从而调用Poller.updateChannel()，相当于将Channel注册到Poller中（将/O可读可写事件注册到Poller中）；
  （3）一个EventLoop包含多个Channel，即EventLoop可以捕捉多个通道的可读可写事件；
  （4）EventLoop与Channel的关系是聚合关系（空心表示聚合，一对多），EventLoop不负责Channel生存期的控制，Channel的生存期由TcpConnection，Acceptor，Connector这些来控制；
  （5）Channel不拥有fd，其关闭的时候，不用close关闭fd；

• FileDescriptor

  （1）FileDescriptor不是一个类，与Channel是关联关系，一个Channel拥有一个fd，一个EventLoop拥有多个fd，用来监听多个fd的相关事件；
  （2）FileDescriptor是被Socket所拥有，其生存期由Socket来控制，当Socket对象销毁时，需要close关闭fd；

• TcpConnection，Acceptor，Connector类

  （1）Channel是TcpConnection，Acceptor，Connector的成员，他们之间的关系是组合；
  （2）Channel的生存期由TcpConnection，Acceptor，Connector这些来控制；
  （3）Acceptor是对被动连接的抽象，它关注的是监听socket的可读事件，监听socket的可读事件由Channel来注册，调用Channel.handleEvent()，从而调用了Acceptor.handleRead()，这是基于对象的编程思想；
  （4）Connector是主动连接的抽象，调用方式与上类似；
  （5）一旦被动连接或者主动连接建立，则会得到已连接socket（获得TcpConnection），对已连接socket的抽象就是TcpConnection；

• TcpServer，TcpClient类

  （1）TcpServer包含一个Acceptor，TcpClient包含一个Connector；
  （2）组合关系：TcpServer控制Acceptor的生存期，TcpClient控制Connector的生存期；
  （3）聚合关系：一个TcpServer包含多个TcpConnection，但是它不控制TcpConnection的生存期；
  TcpClient类似；

• Channel其他

  （1）Channel是selectable IO channel，负责注册与响应IO 事件，它不拥有file descriptor。
  （2）Channel是Acceptor、Connector、EventLoop、TimerQueue、TcpConnection的成员，生命期由后者控制。因为EventLoop还包含一个特殊的Channel对象，用来唤醒loop()

2.时序图

• 时序图

  

• 解释

  （1）EventLoop.loop()实际上是调用Poller.poll()，可能是PollPoller.poll()或者EPollPoller.poll()函数（Poller是一个抽象类），poll()之后会返回一些通道Channel，fillActiveChannels检测一些Channel的fd产生的一些事件则返回ActiveChannels，接着调用Channel.handleEvent()，接着回调user callbacks（ TcpConnection，Acceptor，Connector类包含Channel，则会调用TcpConnection，Acceptor，Connector里面相应的成员函数来进行回调）。
  （2）若activeChannels不止一个，则还有一个个Channel，EventLoop.loop()再次调用Poller.poll()

• eg：26\jmuduo\muduo\net\EventLoop.h

  26\jmuduo\muduo\net\EventLoop.cc
  26\jmuduo\muduo\net\Channel.h
  26\jmuduo\muduo\net\poller\PollPoller.h
  26\jmuduo\muduo\net\poller\PollPoller.cc
  26\jmuduo\muduo\net\CMakeLists.txt

• loop函数的时序图

  调用Poller.poll()函数，会返回一些活动通道fillActiveChannels，接着遍历ActiveChannels进行处理，调用通道的handleEvent()来处理，回调user callbacks来处理。
  
  poll()之前需要注册一些事件，注册事件由Channel.enableReading()或者Channel.enableWriting()发起的，调用EventLoop.UpdateChannel()，进一步调用Poller.UpdateChannel()
  

3.定时器函数选择

• 定时函数，用于让程序等待一段时间或安排计划任务：

sleep alarm usleep nanosleep clock_nanosleep getitimer / setitimer timer_create / timer_settime / timer_gettime / timer_delete timerfd_create / timerfd_gettime / timerfd_settime

• 定时器函数选择
  timerfd_* 入选的原因：
  （1）sleep / alarm / usleep 在实现时有可能用了信号 SIGALRM，在多线程程序中处理信号是个相当麻烦的事情，应当尽量避免(多线程程序中尽量避免使用信号)
  （2）nanosleep 和 clock_nanosleep 是线程安全的，但是在非阻塞网络编程中，绝对不能用让线程挂起的方式来等待一段时间，程序会失去响应。正确的做法是注册一个时间回调函数。
  （3）getitimer 和 timer_create 也是用信号来 deliver 超时，在多线程程序中也会有麻烦。
  （4）timer_create 可以指定信号的接收方是进程还是线程，算是一个进步，不过在信号处理函数(signal handler)能做的事情实在很受限。
  （5）timerfd_create 把时间变成了一个文件描述符，该“文件”在定时器超时的那一刻变得可读，这样就能很方便地融入到 select/poll 框架中，用统一的方式来处理 IO 事件和超时事件，这也正是 Reactor 模式的长处。
  若非要处理信号的话，可以将信号转变为fd来处理，使用man signalfd

#include 
   
    int timerfd_create(int clockid, int flags);(定时器类型，创建选项)，返回fdclockid：定时器类型有2种：（1）CLOCK_REALTIME:手动更改系统事件会触发（2）CLOCK_MONOTONIC：手动更改系统时间，是不会触发的。一般使用这种定时器flags:TFD_NONBLOCK:该fd是非阻塞的TFD_CLOEXEC:该fd在exec的时候不会被继承下去int timerfd_settime(int fd, int flags, const struct itimerspec *new_value, struct itimerspec *old_value);设定定时器是多长时间的定时操作，设定超时时间：new_value，原来的超时时间：old_value类似：man setitimerstruct timespec {
   	time_t tv_sec; // seconds	long tv_nsec; // and nanoseconds};struct itimerspec {
   	struct timespec it_interval;//间隔时间，第二次超时时间就是根据这个值来确定。								//若是一次性的定时器，该值可以设置为0	struct timespec it_value;//第一次超时时间};int timerfd_gettime(int fd, struct itimerspec *curr_value)
   

• eg：27\jmuduo\muduo\net\EventLoop.cc

  27\jmuduo\tests\Reactor_test03.cc
  27\jmuduo\muduo\net\poller\DefaultPoller.cc
  27\jmuduo\muduo\net\poller\EPollPoller.h
  27\jmuduo\muduo\net\poller\EPollPoller.cc

• eg测试：27\jmuduo\tests\Reactor_test03.cc

  27\jmuduo\tests\CMakeLists.txt

• 测试：等待下一个事件超时了，超时时间是10s（const int kPollTimeMs = 10000;//10s超时），会打印nothing happended

  

• eg测试：27\jmuduo\tests\Reactor_test03.cc

  27\jmuduo\tests\CMakeLists.txt

void timeout(Timestamp receiveTime){
   	printf("Timeout!\n");	//uint64_t howmany;	//把数据读走，否则会一直触发，因为poll是高电平触发的，缓冲区有数据会一直是高电平的	//::read(timerfd, &howmany, sizeof howmany);	g_loop->quit();}

• 测试：没有把timerfd读走，会一直处于高电平的状态，一直触发。这不是因为定时器间隔性的在触发。
  若要设置间隔性的触发，则需要设置it_interval参数。
  

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