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C++ 多进程并发框架FFLIB之Tutorial
阅读量:7224 次
发布时间:2019-06-29

本文共 12128 字,大约阅读时间需要 40 分钟。

      FFLIB框架是为简化分布式/多进程并发而生的。它起始于本人尝试解决工作中经常遇到的问题如消息定义、异步、多线程、单元测试、性能优化等。基本介绍可以看这里:

      

  其中之所以特意采用了Broker模式,是吸收了MPI和Erlang的思想。

  •  关于MPI:
  •  关于Erlang:

  FFLIB 目前处于alpha阶段,一些有用的功能还需继续添加。但是FFLIB一开始就是为了解决实际问题而生。Broker 即可以以独立进程运行,也可以集成到某个特定的进程中启动。除了这些,FFLIB中使用epoll实现的网络层也极具参考价值。网上有一些关于epoll ET 和 LT的讨论,关于哪种方式更简单,本人的答案是ET。ET模式下epoll 就是一个完全状态机。开发者只需实现FD的read、write、error 三种状态即可。

  我进一步挖掘FFLIB的功能。写一篇FFLIB的Tutorial。创建更多的FFLIB使用示例,以此来深入探讨FFLIB的意义。在游戏开发中,或者一些分布式的环境中,有许多大家熟悉的模式。,本文挑选了如下作为FFLIB示例:

  • Request/Reply
  • 点对点通讯
  • 阻塞通讯
  • 多播通讯
  • Map/Reduce

Request/Reply

异步的Request/Reply

  在FFLIB中所有的消息都是Request和Reply一一对应的,默认情况下工作在异步模式。假设如下场景,Flash连入GatewayServer并发送Login消息包,GatewaServer 解析用户名密码,调用LoginServer 验证。

首先定义msg:

struct user_login_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("user_login_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << uid << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> uid >> value;        }        long   uid;        string value;    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("user_login_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        bool value;    };};

LoginServer中如此定义接口:

class login_server_t{public:    void verify(user_login_t::in_t& in_msg_, rpc_callcack_t
& cb_) { user_login_t::out_t out; out.value = true; cb_(out); }};login_server_t login_server;singleton_t
::instance().create_service("login_server", 1) .bind_service(&login_server) .reg(&login_server_t::verify);

在GatewayServer中调用上面接口:

struct lambda_t    {        static void callback(user_login_t::out_t& msg_, socket_ptr_t socket_)        {            if (true == msg_.value)            {                //! socket_->send_msg("login ok");            }            else            {                //! socket_->send_msg("login failed");            }        }    };    user_login_t::in_t in;    in.uid  = 520;    in.value = "ILoveYou";    socket_ptr_t flash_socket = NULL;//! TODO    singleton_t
::instance() .get_service_group("login_server_t") ->get_service(1) ->async_call(in, binder_t::callback(&lambda_t::callback, flash_socket));

如上所示, async_call 可以通过binder_t模板函数为回调函绑定参数。

同步的Request/Reply

  大部分时候我们期望Reply被异步处理,但有时Reply 必须被首先处理后才能触发后续操作,一般这种情况发生在程序初始化之时。假设如下场景,SceneServer启动时必须从SuperServer中获取配置,然后才能执行加载场景数据等后续初始化操作。

  首先定义通信的msg:

struct config_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("config_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << server_type << server_id).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> server_type >> server_id;        }        int server_type;        int server_id;    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("config_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        map
value; };};

 

如上所示, msg 序列化自动支持map。

  SuperServer 中定义返回配置的接口:

super_server_t super_server;singleton_t
::instance().create_service("super_server", 1) .bind_service(&super_server) .reg(&super_server_t::get_config);

SceneServer 可以如此实现同步Request/Reply:

rpc_future_t
rpc_future;config_t::in_t in;in.server_type = 1;in.server_id = 1;const config_t::out_t& out = rpc_future.call( singleton_t
::instance().get_service_group("super_server") ->get_service(1), in);cout << out.value.size() <<"\n";//std::foreach(out.value.begin(), out.value.end(), fuctor_xx);

点对点通讯

  异步Request/Reply 已经能够解决大部分问题了,但是有时处理Push模式时稍显吃了。我们知道消息推算有Push 和Poll两种方式。了解二者:

      

  上面提到的Request/Reply 非常适合poll模式,以上一个获取配置为例,SuperServer由于定义接口的时候只需知道callback,并不知道SceneServer的具体连接。,所以SuperServer不能向SceneServer Push消息。在FFLIB中并没有限定某个节点必须是Client或只能是Service,实际上可以兼有二者的角色。SceneServer 也可以提供接口供SuperServer调用,这就符合了Push的语义。假设如下场景,GatewayServer需要在用户登入时调用通知SessionServer,而某一时刻SessionServer也可能呢通知GatewayServer 强制某用户下线。二者互为client和service。大家必须知道,在FFLIB中实现两个节点的通信只需知道对方的服务名称即可,Broker 在此时实现解耦的作用非常明显,若要增加对其他节点的通信,只需通过服务名称async_call即可。

  定义通信的msg:

struct user_online_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("user_online_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << uid).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> uid;        }        long uid;    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("user_online_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        bool value;    };};struct force_user_offline_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("force_user_offline_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << uid).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> uid;        }        long uid;    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("force_user_offline_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        bool value;    };};

GatewayServer 通知SessionServer 用户上线,并提供强制用户下线的接口:

class gateway_server_t{public:    void force_user_offline(force_user_offline_t::in_t& in_msg_, rpc_callcack_t
& cb_) { //! close user socket force_user_offline_t::out_t out; out.value = true; cb_(out); }};gateway_server_t gateway_server;singleton_t
::instance().create_service("gateway_server", 1) .bind_service(&gateway_server) .reg(&gateway_server_t::force_user_offline);user_online_t::in_t in;in.uid = 520;singleton_t
::instance() .get_service_group("session_server") ->get_service(1) ->async_call(in, callback_TODO);

SessionServer 提供用户上线接口,可能会调用GatewayServer 的接口强制用户下线。

class session_server_t{public:    void user_login(user_online_t::in_t& in_msg_, rpc_callcack_t
& cb_) { //! close user socket user_online_t::out_t out; out.value = true; cb_(out); }};session_server_t session_server;singleton_t
::instance().create_service("session_server", 1) .bind_service(&session_server) .reg(&session_server_t::user_login);force_user_offline_t::in_t in;in.uid = 520;singleton_t
::instance() .get_service_group("gateway_server") ->get_service(1) ->async_call(in, callback_TODO);

多播通信

  和点对点通信一样,要实现多播,只需要知道目标的服务名称。特别提一点的是,FFLIB中有服务组的概念。比如启动了多个场景服务器SceneServer,除了数据不同,二者接口完全相同,有可能只是相同进程的不同实例。在FFLIB框架中把这些服务归为一个服务组,然后再为每个实例分配索引id。

  假设如下场景,SuperServer 中要实现一个GM接口,通知所有SceneServer 重新加载配置。

  定义通信的msg:

struct reload_config_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("reload_config_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder()).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_);        }    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("reload_config_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        bool value;    };};

SceneServer 提供重新载入配置接口:

class scene_server_t{public:    void reload_config(reload_config_t::in_t& in_msg_, rpc_callcack_t
& cb_) { //! close user socket reload_config_t::out_t out; out.value = true; cb_(out); }};scene_server_t scene_server;singleton_t
::instance().create_service("scene_server", 1) .bind_service(&scene_server) .reg(&scene_server_t::reload_config); 

在SuperServer 中如此实现多播(跟准确是广播,大同小异):

struct lambda_t{  static void reload_config(rpc_service_t* rs_)  {          reload_config_t::in_t in;          rs_->async_call(in, callback_TODO);  }};singleton_t
::instance() .get_service_group("scene_server") ->foreach(&lambda_t::reload_config);

Map/Reduce

  在游戏中使用Map/reduce 的情形并不多见,本人找到网上最常见的Map/reduce 实例 WordCount。情形如下:有一些文本字符串,统计每个字符出现的次数。

  • Map操作,将文本分为多个子文本,分发给多个Worker 进程进行统计
  • Reduce 操作,将多组worker 进程计算的结果汇总
  • Worker:为文本统计各个字符出现的次数

定义通信消息: 

struct word_count_t{    struct in_t: public msg_i    {        in_t():            msg_i("word_count_t::in_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << str).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> str;        }        string str;    };    struct out_t: public msg_i    {        out_t():            msg_i("word_count_t::out_t")        {}        string encode()        {            return (init_encoder() << value).get_buff();        }        void decode(const string& src_buff_)        {            init_decoder(src_buff_) >> value;        }        map
value; };};

定义woker的接口:

class worker_t{public:    void word_count(word_count_t::in_t& in_msg_, rpc_callcack_t
& cb_) { //! close user socket word_count_t::out_t out; for (size_t i = 0; i < in_msg_.str.size(); ++i) { map
::iterator it = out.value.find(in_msg_.str[i]); if (it != out.value.end()) { it->second += 1; } else { out.value[in_msg_.str[i]] = 1; } } cb_(out); }};worker_t worker; for (int i = 0; i < 5; ++i) { singleton_t
::instance().create_service("worker", 1) .bind_service(&worker) .reg(&worker_t::word_count); }

模拟Map/reduce 操作:

struct lambda_t    {        static void reduce(word_count_t::out_t& msg_, map
* result_, size_t* size_) { for (map
::iterator it = msg_.value.begin(); it != msg_.value.end(); ++it) { map
::iterator it2 = result_->find(it->first); if (it2 != result_->end()) { it2->second += it->second; } else { (*result_)[it->first] = it->second; } } if (-- size_ == 0) { //reduce end!!!!!!!!!!!!!!!! delete result_; delete size_; } } static void do_map(const char** p, size_t size_) { map
* result = new map
(); size_t* dest_size = new size_t(); *dest_size = size_; for (size_t i = 0; i < size_; ++i) { word_count_t::in_t in; in.str = p[i]; singleton_t
::instance() .get_service_group("worker") ->get_service(1 + i % singleton_t
::instance().get_service_group("worker")->size()) ->async_call(in, binder_t::callback(&lambda_t::reduce, result, dest_size)); } } }; const char* str_vec[] = { "oh nice", "oh fuck", "oh no", "oh dear", "oh wonderful", "oh bingo"}; lambda_t::do_map(str_vec, 6);

 

总结:

FFLIB 使进程间通信更容易

source code:  

示例代码目录:example/tutorial

转载地址:http://lfkfm.baihongyu.com/

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