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深入redis内部---网络编程

时间:2014-01-16 00:04:43      阅读:580      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

Redis在anet.h和anet.c中封装了底层套接字实现:

1.anetTcpServer,建立网络套接字服务器,完成对socket(),bind(),listen()等操作的封装,返回socket的fd。

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int anetTcpServer(char *err, int port, char *bindaddr)
{
    int s;
    struct sockaddr_in sa;                          //见1.1结构体

    if ((s = anetCreateSocket(err,AF_INET)) == ANET_ERR)               //AF_INET表示使用IPv4
        return ANET_ERR;

    memset(&sa,0,sizeof(sa));
    sa.sin_family = AF_INET;
    sa.sin_port = htons(port);
    sa.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    if (bindaddr && inet_aton(bindaddr, &sa.sin_addr) == 0) {
        anetSetError(err, "invalid bind address");
        close(s);
        return ANET_ERR;
    }
    if (anetListen(err,s,(struct sockaddr*)&sa,sizeof(sa)) == ANET_ERR)
        return ANET_ERR;
    return s;
}
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 1.1 结构体sockaddr_in

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    struct sockaddr_in {  
         short int sin_family; // Address family  
         unsigned short int sin_port; // Port number  
         struct in_addr sin_addr; // Internet address  
         unsigned char sin_zero[8]; // Same size as struct sockaddr  
    };  
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1.2 创建socket,封装了socket实现

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static int anetCreateSocket(char *err, int domain) {
    int s, on = 1;
    if ((s = socket(domain, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {  //创建socket
        anetSetError(err, "creating socket: %s", strerror(errno));
        return ANET_ERR;
    }

    /* Make sure connection-intensive things like the redis benchmark
     * will be able to close/open sockets a zillion of times */
    if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) == -1) {  //设置选项
        anetSetError(err, "setsockopt SO_REUSEADDR: %s", strerror(errno));
        return ANET_ERR;
    }
    return s;
}
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1.3 memset函数

在C中 <string.h>,原型为:void *memset(void *s, int ch, size_t n);

作用:将s中前n个字节 (typedef unsigned int size_t)用 ch 替换并返回 s 。
memset:作用是在一段内存块中填充某个给定的值,它是对较大的结构体数组进行清零操作的一种最快方法。
1.4 网络转头文件:
#include <netinet/in.h>
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定义函数:unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);

函数说明:htons()用来将参数指定的16 位hostshort 转换成网络字符顺序.

返回值:返回对应的网络字符顺序.

定义函数:unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
函数说明:htonl ()用来将参数指定的32 位hostlong 转换成网络字符顺序.

返回值:返回对应的网络字符顺序.


定义函数:int inet_aton(const char *string, struct in_addr*addr);

参数描述:

1 输入参数string包含ASCII表示的IP地址。

2 输出参数addr是将要用新的IP地址更新的结构。

返回值:

如果这个函数成功,函数的返回值非零,如果输入地址不正确则会返回零。使用这个函数并没有错误码存放在errno中,所以它的值会被忽略
 
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1.5 监听,封装了bind和listen实现

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static int anetListen(char *err, int s, struct sockaddr *sa, socklen_t len) {
    if (bind(s,sa,len) == -1) {        //绑定
        anetSetError(err, "bind: %s", strerror(errno));
        close(s);
        return ANET_ERR;
    }

    /* Use a backlog of 512 entries. We pass 511 to the listen() call because
     * the kernel does: backlogsize = roundup_pow_of_two(backlogsize + 1);
     * which will thus give us a backlog of 512 entries */
    if (listen(s, 511) == -1) {             //监听
        anetSetError(err, "listen: %s", strerror(errno));
        close(s);
        return ANET_ERR;
    }
    return ANET_OK;
}
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 2.tcp连接建立堵塞和非堵塞网络套接字连接。

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int anetTcpConnect(char *err, char *addr, int port)
{
    return anetTcpGenericConnect(err,addr,port,ANET_CONNECT_NONE);
}

int anetTcpNonBlockConnect(char *err, char *addr, int port)
{
    return anetTcpGenericConnect(err,addr,port,ANET_CONNECT_NONBLOCK);
}

//具体实现
#define ANET_CONNECT_NONE 0
#define ANET_CONNECT_NONBLOCK 1
static int anetTcpGenericConnect(char *err, char *addr, int port, int flags)
{
    int s;
    struct sockaddr_in sa;

    if ((s = anetCreateSocket(err,AF_INET)) == ANET_ERR)
        return ANET_ERR;

    sa.sin_family = AF_INET;
    sa.sin_port = htons(port);
    if (inet_aton(addr, &sa.sin_addr) == 0) {
        struct hostent *he;

        he = gethostbyname(addr);
        if (he == NULL) {
            anetSetError(err, "can‘t resolve: %s", addr);
            close(s);
            return ANET_ERR;
        }
        memcpy(&sa.sin_addr, he->h_addr, sizeof(struct in_addr));
    }
    if (flags & ANET_CONNECT_NONBLOCK) {
        if (anetNonBlock(err,s) != ANET_OK)
            return ANET_ERR;
    }
    if (connect(s, (struct sockaddr*)&sa, sizeof(sa)) == -1) {
        if (errno == EINPROGRESS &&
            flags & ANET_CONNECT_NONBLOCK)
            return s;

        anetSetError(err, "connect: %s", strerror(errno));
        close(s);
        return ANET_ERR;
    }
    return s;
}
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2.1 结构体hostent

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struct hostent { 
   char *h_name; 
   char **h_aliases; 
   int h_addrtype; 
   int h_length; 
   char **h_addr_list; 
   }; 
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其中,h_name – 地址的正式名称。 
  h_aliases – 空字节-地址的预备名称的指针。 
  h_addrtype –地址类型; 通常是AF_INET。  
  h_length – 地址的比特长度。 
  h_addr_list – 零字节-主机网络地址指针。网络字节顺序。 
  h_addr - h_addr_list中的第一地址。 
gethostbyname() 成功时返回一个指向结构体 hostent 的指针,或者 是个空 (NULL) 指针。

2.2 设置非堵塞

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int anetNonBlock(char *err, int fd)
{
    int flags;

    /* Set the socket non-blocking.
     * Note that fcntl(2) for F_GETFL and F_SETFL can‘t be
     * interrupted by a signal. */
    if ((flags = fcntl(fd, F_GETFL)) == -1) {
        anetSetError(err, "fcntl(F_GETFL): %s", strerror(errno));
        return ANET_ERR;
    }
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
        anetSetError(err, "fcntl(F_SETFL,O_NONBLOCK): %s", strerror(errno));
        return ANET_ERR;
    }
    return ANET_OK;
}
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2.3 文件控制fcntl

定义函数 int fcntl(int fd, int cmd);
  int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
  int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
fcntl()针对(文件)描述符提供控制.实例:
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int flags;
/* 设置为非阻塞*/
if (fcntl(socket_descriptor, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) < 0)
{
/* Handle error */
}
/* 设置为阻塞 */
if ((flags = fcntl(sock_descriptor, F_GETFL, 0)) < 0)
{
/* Handle error */
}
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3. tcp接收,在网络套接字上新增连接

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int anetTcpAccept(char *err, int s, char *ip, int *port) {
    int fd;
    struct sockaddr_in sa;
    socklen_t salen = sizeof(sa);
    if ((fd = anetGenericAccept(err,s,(struct sockaddr*)&sa,&salen)) == ANET_ERR)
        return ANET_ERR;

    if (ip) strcpy(ip,inet_ntoa(sa.sin_addr));
    if (port) *port = ntohs(sa.sin_port);
    return fd;
}
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封装了accept函数

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static int anetGenericAccept(char *err, int s, struct sockaddr *sa, socklen_t *len) {
    int fd;
    while(1) {
        fd = accept(s,sa,len);
        if (fd == -1) {
            if (errno == EINTR)
                continue;
            else {
                anetSetError(err, "accept: %s", strerror(errno));
                return ANET_ERR;
            }
        }
        break;
    }
    return fd;
}
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4. 其它方法

  anetEnableTcpNoDelay:将tcp连接设为非延迟性的,即屏蔽Nagle算法。使用setsockopt方法实现。

  anetDisableTcpNoDelay:和上面的方法作用相反。使用setsockopt方法实现。

  anetTcpKeepAlive:开启连接检测,避免对方宕机或者网络中断时fd一直堵塞。使用setsockopt方法实现。

  anetRead和anetWrite:套接字的读写。

 参考资料

Redis源代码分析.pdf----未知来源

深入redis内部---网络编程

原文:http://www.cnblogs.com/davidwang456/p/3516489.html

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