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[项目][WebServer][整体框架设计]详细讲解

9 人参与  2024年09月13日 14:01  分类 : 《我的小黑屋》  评论

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0.框架 && 前言1.TcpServer类1.功能2.类设计 2.HttpServer类1.功能2.类设计 3.Request类 && Response类1.功能2.Request类设计3.Response类设计 4.EndPoint类1.功能2.类设计 5.Task类1.功能2.类设计 6.ThreadPool类1.功能2.类设计


0.框架 && 前言

程序main()函数如下
void Usage(std::string proc){    std::cout << "Usage:\n\t" << proc << " Port" << std::endl;}int main(int argc, char *argv[]){    if(argc != 2)    {        Usage(argv[0]);        exit(4);    }    std::unique_ptr<HttpServer> httpServer(new HttpServer(atoi(argv[1])));    httpServer->Init();    httpServer->Loop();    return 0;}
本项目将分模块设计,主要包含以下模块注意:本篇只放函数声明

1.TcpServer类

1.功能

主要负责底层的TCP通信将其设计为单例模式,作为一个组件,置入HTTPServer中

2.类设计

static const uint16_t PORT = 8090;static const int BACKLOG = 128;// 单例 -- 饿汉模式class TcpServer{public:    static TcpServer* GetInstance(uint16_t port = PORT)    {}    void Init()    {}    void Socket()    {}    void Bind()    {}    void Listen()    {}    int Sock()    {}    ~TcpServer()    {}private:    TcpServer(uint16_t port)        : _port(port)        , _listenSock(-1)    {}    TcpServer(const TcpServer&) = delete;private:    uint16_t _port;    int _listenSock;    static TcpServer* svr;};TcpServer* TcpServer::svr = nullptr;

2.HttpServer类

1.功能

主要负责HTTP协议的通信其中主要包括以下模块 TcpServerThreadPoolTaskQueue

2.类设计

class HttpServer{public:    HttpServer(int port = PORT)        : _port(port)        , _stop(false)    {}    void Init()    {}    void Loop(int threadNum = THREAD_POOL_NUM)    {}private:    uint16_t _port;    bool _stop;};

3.Request类 && Response类

1.功能

Request类负责存储接收到的请求及解析结果ReSponse类用来构建响应

2.Request类设计

struct HttpRequest{    std::string request_line;    std::vector<std::string> request_header;    std::string blank;    std::string request_body;    // 解析结果    std::string method;    std::string uri;    std::string version;    std::unordered_map<std::string, std::string> headerMap;    size_t content_length;    std::string path;    std::string suffix;    std::string arg;    bool cgi;    HttpRequest()        : content_length(0)        , cgi(false)    {}};

3.Response类设计

struct HttpResponse{    std::string status_line;    std::vector<std::string> response_header;    std::string blank;    std::string response_body;    int status_code;    int fd;    int fSize;    HttpResponse()        : status_code(OK)        , fd(-1)        , blank(LINE_END)    {}};

4.EndPoint类

1.功能

负责两端业务处理,主要包括以下功能 读取请求、分析请求、构建响应、IO通信该类为本项目主要设计方向

2.类设计

class EndPoint{public:    EndPoint(int sock)        : _sock(sock)        , _stop(false)    {}    ~EndPoint()    {}    void RecvRequest()    {}    void BuildResponse()    {}    void SendResponse()    {}    bool IsStop()    {}private:    bool RecvRequestLine()    {}    bool RecvRequestHeader()    {}    void ParseRequestLine()    {}    void ParseRequestHeader()    {}    bool IsRecvRequestBody()    {}        bool RecvRequestBody()    {}    int ProcessNonCgi()    {}    int ProcessCgi()    {}    void BuildResponseHelper()    {}    void BuildOKResponse()    {}    void HandlerError(std::string page)    {}private:    int _sock;    bool _stop;    HttpRequest _request;    HttpResponse _response;};

5.Task类

1.功能

将HTTP请求构建成一个任务,以便ThreadPool管理任务队列,一定程度上和ThreadPool一起缓解了服务器压力

2.类设计

class Task{public:    void ProcessOn()    {}        Task()    {}    Task(int sock)        : _sock(sock)    {}    ~Task()    {}private:    int _sock;    CallBack _handler; // 设置回调};

6.ThreadPool类

1.功能

线程池,分配任务给各线程,使其处理请求主要解决问题: 大量链接过来导致服务器内部进程或者线程暴增,进而导致服务器效率严重降低或者挂掉节省链接请求到来时,创建线程的时间成本 提前创建好了一批线程,来任务时处理任务,没有任务时,让线程休眠 让服务器的效率在一个恒定的稳定区间内 线程个数不增多,CPU调度成本基本不变

2.类设计

static const int THREAD_POOL_NUM = 10;// 单例模式class ThreadPool{public:    static ThreadPool *GetInstance(int num = THREAD_POOL_NUM)    {}    static void *ThreadRoutine(void *args)    {}    bool Init()    {}    void Push(const Task& task) // in    {}    void Pop(Task& task) // out    {}    void ThreadWait()    {}    void ThreadWakeUp()    {}    bool TaskQueueIsEmpty()    {}    void Lock()    {}    void Unlock()    {}    bool IsStop()    {}    ~ThreadPool()    {}private:    ThreadPool(int num = THREAD_POOL_NUM)        : _num(num), _stop(false)    {}    ThreadPool(const ThreadPool &) = delete;private:    int _num;    bool _stop;    std::queue<Task> _taskQueue;    pthread_mutex_t _mtx;    pthread_cond_t _cond;    static ThreadPool *_tp;};ThreadPool* ThreadPool::_tp = nullptr;


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