wangzhengquan
2020-08-04 2612d4811f72395354fd895daffd494edc46fbfe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
#include "shm_socket.h"
#include "hashtable.h"
#include "logger_factory.h"
#include <map>
 
static Logger logger = LoggerFactory::getLogger();
 
 
 
void print_msg(char *head, shm_msg_t &msg) {
  // err_msg(0, "%s: port=%d, type=%d\n", head, msg.port, msg.type);
}
 
static void *_server_run_msg_rev(void *_socket);
 
static void *_client_run_msg_rev(void *_socket);
 
static int _shm_close_dgram_socket(shm_socket_t *socket);
 
static int _shm_close_stream_socket(shm_socket_t *socket, bool notifyRemote);
 
static inline int  _shm_socket_check_key(shm_socket_t *socket) {
   void *tmp_ptr = mm_get_by_key(socket->port);
    if (tmp_ptr!= NULL && tmp_ptr != (void *)1 && !socket->force_bind ) {
      err_exit(0, "key %d has already been in used!", socket->port);
      return 0;
    }
    return 1;
}
 
SHMQueue<shm_msg_t> *_attach_remote_queue(int port);
 
shm_socket_t *shm_open_socket(shm_socket_type_t socket_type) {
  shm_socket_t *socket = (shm_socket_t *)calloc(1, sizeof(shm_socket_t));
  socket->socket_type = socket_type;
  socket->port = -1;
  socket->force_bind = false;
  socket->dispatch_thread = 0;
  socket->status = SHM_CONN_CLOSED;
 
  return socket;
}
 
int shm_close_socket(shm_socket_t *socket) {
  switch (socket->socket_type) {
  case SHM_SOCKET_STREAM:
    return _shm_close_stream_socket(socket, true);
  case SHM_SOCKET_DGRAM:
    return _shm_close_dgram_socket(socket);
  default:
    return -1;
  }
  return -1;
}
 
int shm_socket_bind(shm_socket_t *socket, int port) {
  socket->port = port;
  return 0;
}
 
int shm_socket_force_bind(shm_socket_t *socket, int port) {
  socket->force_bind = true;
  socket->port = port;
  return 0;
}
 
int shm_listen(shm_socket_t *socket) {
 
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_STREAM) {
    err_exit(0, "can not invoke shm_listen method with a socket which is not a "
                "SHM_SOCKET_STREAM socket");
  }
 
  int port;
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  if (socket->port == -1) {
    port = hashtable_alloc_key(hashtable);
    socket->port = port;
  } else {
 
   _shm_socket_check_key(socket);
  }
 
  socket->queue = new SHMQueue<shm_msg_t>(socket->port, 16);
  socket->acceptQueue = new LockFreeQueue<shm_msg_t, DM_Allocator>(16);
  socket->clientSocketMap = new std::map<int, shm_socket_t *>;
  socket->status = SHM_CONN_LISTEN;
  pthread_create(&(socket->dispatch_thread), NULL, _server_run_msg_rev,
                 (void *)socket);
 
  return 0;
}
 
/**
 * 接受客户端建立新连接的请求
 *
*/
shm_socket_t *shm_accept(shm_socket_t *socket) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_STREAM) {
    err_exit(0, "can not invoke shm_accept method with a socket which is not a "
                "SHM_SOCKET_STREAM socket");
  }
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  int client_port;
  shm_socket_t *client_socket;
  shm_msg_t src;
 
  if (socket->acceptQueue->pop(src)) {
 
    // print_msg("===accept:", src);
    client_port = src.port;
    // client_socket = (shm_socket_t *)malloc(sizeof(shm_socket_t));
    client_socket = shm_open_socket(socket->socket_type);
    client_socket->port = socket->port;
    // client_socket->queue= socket->queue;
    //初始化消息queue
    client_socket->messageQueue =
        new LockFreeQueue<shm_msg_t, DM_Allocator>(16);
    //连接到对方queue
    client_socket->remoteQueue = _attach_remote_queue(client_port);
 
    socket->clientSocketMap->insert({client_port, client_socket});
 
    /*
* shm_accept 用户执行的方法
* 与_server_run_msg_rev在两个不同的限制工作,accept要保证在客户的发送消息之前完成资源的准备工作,以避免出现竞态问题
    */
    //发送open_reply,回应客户端的connect请求
    struct timespec timeout = {1, 0};
    shm_msg_t msg;
    msg.port = socket->port;
    msg.size = 0;
    msg.type = SHM_SOCKET_OPEN_REPLY;
 
    if (client_socket->remoteQueue->push_timeout(msg, &timeout)) {
      client_socket->status = SHM_CONN_ESTABLISHED;
      return client_socket;
    } else {
      err_msg(0, "shm_accept: 发送open_reply失败");
      return NULL;
    }
 
  } else {
    err_exit(errno, "shm_accept");
  }
  return NULL;
}
 
 
int shm_connect(shm_socket_t *socket, int port) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_STREAM) {
    err_exit(0, "can not invoke shm_connect method with a socket which is not "
                "a SHM_SOCKET_STREAM socket");
  }
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  if (hashtable_get(hashtable, port) == NULL) {
    err_exit(0, "shm_connect:connect at port %d  failed!", port);
  }
 
  if (socket->port == -1) {
    socket->port = hashtable_alloc_key(hashtable);
  } else {
    _shm_socket_check_key(socket);
  }
 
  socket->queue = new SHMQueue<shm_msg_t>(socket->port, 16);
 
  if ((socket->remoteQueue = _attach_remote_queue(port)) == NULL) {
    err_exit(0, "connect to %d failted", port);
  }
  socket->messageQueue = new LockFreeQueue<shm_msg_t, DM_Allocator>(16);
 
  //发送open请求
  struct timespec timeout = {1, 0};
  shm_msg_t msg;
  msg.port = socket->port;
  msg.size = 0;
  msg.type = SHM_SOCKET_OPEN;
  socket->remoteQueue->push_timeout(msg, &timeout);
 
  //接受open reply
  if (socket->queue->pop(msg)) {
    // 在这里server端已经准备好接受客户端发送请求了,完成与服务端的连接
    if (msg.type == SHM_SOCKET_OPEN_REPLY) {
      socket->status = SHM_CONN_ESTABLISHED;
      pthread_create(&(socket->dispatch_thread), NULL, _client_run_msg_rev,
                     (void *)socket);
    } else {
      err_exit(0, "shm_connect: 不匹配的应答信息!");
    }
 
  } else {
    err_exit(0, "connect failted!");
  }
 
  return 0;
}
 
int shm_send(shm_socket_t *socket, const void *buf, const int size) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_STREAM) {
    err_exit(0, "can not invoke shm_send method with a socket which is not a "
                "SHM_SOCKET_STREAM socket");
  }
  // hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  // if(socket->remoteQueue == NULL) {
  //     err_msg(errno, "当前客户端无连接!");
  //     return -1;
  // }
  shm_msg_t dest;
  dest.type = SHM_COMMON_MSG;
  dest.port = socket->port;
  dest.size = size;
  dest.buf = mm_malloc(size);
  memcpy(dest.buf, buf, size);
 
  if (socket->remoteQueue->push(dest)) {
    return 0;
  } else {
    err_msg(errno, "connection has been closed!");
    return -1;
  }
}
 
int shm_recv(shm_socket_t *socket, void **buf, int *size) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_STREAM) {
    err_exit(0, "can not invoke shm_recv method in a %d type socket  which is "
                "not a SHM_SOCKET_STREAM socket ",
             socket->socket_type);
  }
  shm_msg_t src;
 
  if (socket->messageQueue->pop(src)) {
    void *_buf = malloc(src.size);
    memcpy(_buf, src.buf, src.size);
    *buf = _buf;
    *size = src.size;
    mm_free(src.buf);
    return 0;
  } else {
    return -1;
  }
}
 
 
// 短连接方式发送
int shm_sendto(shm_socket_t *socket, const void *buf, const int size,
               const int port, const struct timespec *timeout, const int flags) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_DGRAM) {
    err_exit(0, "Can't invoke shm_sendto method in a %d type socket  which is "
                "not a SHM_SOCKET_DGRAM socket ",
             socket->socket_type);
  }
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
 
  if (socket->queue == NULL) {
    if (socket->port == -1) {
      socket->port = hashtable_alloc_key(hashtable);
    } else {
 
     _shm_socket_check_key(socket);
    }
 
    socket->queue = new SHMQueue<shm_msg_t>(socket->port, 16);
  }
  if (port == socket->port) {
    err_msg(0, "can not send to your self!");
    return -1;
  }
 
  SHMQueue<shm_msg_t> *remoteQueue;
  if ((remoteQueue = _attach_remote_queue(port)) == NULL) {
      err_msg(0, "shm_sendto failed, the other end has been closed, or has not been opened!");
    return SHM_SOCKET_CONN_FAILED;
  }
 
  shm_msg_t dest;
  dest.type = SHM_COMMON_MSG;
  dest.port = socket->port;
  dest.size = size;
  dest.buf = mm_malloc(size);
  memcpy(dest.buf, buf, size);
 
  // printf("shm_sendto push before\n");
  bool rv;
  if(flags & SHM_MSG_NOWAIT != 0) {
    rv = remoteQueue->push_nowait(dest);
  } else if(timeout != NULL) {
      rv = remoteQueue->push_timeout(dest, timeout);
  } else {
      rv = remoteQueue->push(dest);
  }
 
  if (rv) {
    // printf("shm_sendto push after\n");
    delete remoteQueue;
    return 0;
  } else {
    delete remoteQueue;
    mm_free(dest.buf);
    err_msg(errno, "sendto port %d failed!", port);
    return -1;
  }
}
 
// 短连接方式接受
int shm_recvfrom(shm_socket_t *socket, void **buf, int *size, int *port,  struct timespec *timeout,  int flags) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_DGRAM) {
    err_exit(0, "Can't invoke shm_recvfrom method in a %d type socket  which "
                "is not a SHM_SOCKET_DGRAM socket ",
             socket->socket_type);
  }
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  if (socket->queue == NULL) {
    if (socket->port == -1) {
      socket->port = hashtable_alloc_key(hashtable);
    } else {
 
      _shm_socket_check_key(socket);
    }
 
    socket->queue = new SHMQueue<shm_msg_t>(socket->port, 16);
  }
 
  shm_msg_t src;
  // printf("shm_recvfrom pop before\n");
  bool rv;
   if(flags & SHM_MSG_NOWAIT != 0) {
    rv = socket->queue->pop_nowait(src);
  } else if(timeout != NULL) {
    rv = socket->queue->pop_timeout(src, timeout);
  } else {
    rv = socket->queue->pop(src);
  }
 
  if (rv) {
    void *_buf = malloc(src.size);
    memcpy(_buf, src.buf, src.size);
    *buf = _buf;
    *size = src.size;
    *port = src.port;
    mm_free(src.buf);
    // printf("shm_recvfrom pop after\n");
    return 0;
  } else {
    return -1;
  }
}
 
int shm_sendandrecv(shm_socket_t *socket, const void *send_buf,
                    const int send_size, const int send_port, void **recv_buf,
                    int *recv_size,  struct timespec *timeout,  int flags) {
  if (socket->socket_type != SHM_SOCKET_DGRAM) {
    err_exit(0, "Can't invoke shm_sendandrecv method in a %d type socket  "
                "which is not a SHM_SOCKET_DGRAM socket ",
             socket->socket_type);
  }
  int recv_port;
  int rv;
 
  shm_socket_t *tmp_socket = shm_open_socket(SHM_SOCKET_DGRAM);
  if ((rv = shm_sendto(tmp_socket, send_buf, send_size, send_port, timeout, flags)) == 0) {
    rv = shm_recvfrom(tmp_socket, recv_buf, recv_size, &recv_port, timeout, flags);
    shm_close_socket(tmp_socket);
    return rv;
  } else {
    shm_close_socket(tmp_socket);
    return rv;
  }
  return -1;
}
 
// ============================================================================================================
 
/**
 * 绑定key到队列,但是并不会创建队列。如果没有对应指定key的队列提示错误并退出
 */
SHMQueue<shm_msg_t> *_attach_remote_queue(int port) {
  hashtable_t *hashtable = mm_get_hashtable();
  if (hashtable_get(hashtable, port) == NULL) {
    err_msg(0, "_remote_queue_attach:connet at port %d  failed!", port);
    return NULL;
  }
 
  SHMQueue<shm_msg_t> *queue = new SHMQueue<shm_msg_t>(port, 0);
  return queue;
}
 
void _server_close_conn_to_client(shm_socket_t *socket, int port) {
  shm_socket_t *client_socket;
  std::map<int, shm_socket_t *>::iterator iter =
      socket->clientSocketMap->find(port);
  if (iter != socket->clientSocketMap->end()) {
    client_socket = iter->second;
    free((void *)client_socket);
    socket->clientSocketMap->erase(iter);
  }
}
 
/**
 * server端各种类型消息()在这里进程分拣
 */
void *_server_run_msg_rev(void *_socket) {
  pthread_detach(pthread_self());
  shm_socket_t *socket = (shm_socket_t *)_socket;
  struct timespec timeout = {1, 0};
  shm_msg_t src;
  shm_socket_t *client_socket;
  std::map<int, shm_socket_t *>::iterator iter;
 
  while (socket->queue->pop(src)) {
 
    switch (src.type) {
    case SHM_SOCKET_OPEN:
      socket->acceptQueue->push_timeout(src, &timeout);
      break;
    case SHM_SOCKET_CLOSE:
      _server_close_conn_to_client(socket, src.port);
      break;
    case SHM_COMMON_MSG:
 
      iter = socket->clientSocketMap->find(src.port);
      if (iter != socket->clientSocketMap->end()) {
        client_socket = iter->second;
        // print_msg("_server_run_msg_rev push before", src);
        client_socket->messageQueue->push_timeout(src, &timeout);
        // print_msg("_server_run_msg_rev push after", src);
      }
 
      break;
 
    default:
      err_msg(0, "socket.__shm_rev__: undefined message type.");
    }
  }
 
  return NULL;
}
 
void _client_close_conn_to_server(shm_socket_t *socket) {
 
  _shm_close_stream_socket(socket, false);
}
 
/**
 * client端的各种类型消息()在这里进程分拣
 */
void *_client_run_msg_rev(void *_socket) {
  pthread_detach(pthread_self());
  shm_socket_t *socket = (shm_socket_t *)_socket;
  struct timespec timeout = {1, 0};
  shm_msg_t src;
 
  while (socket->queue->pop(src)) {
    switch (src.type) {
 
    case SHM_SOCKET_CLOSE:
      _client_close_conn_to_server(socket);
      break;
    case SHM_COMMON_MSG:
      socket->messageQueue->push_timeout(src, &timeout);
      break;
    default:
      err_msg(0, "socket.__shm_rev__: undefined message type.");
    }
  }
 
  return NULL;
}
 
int _shm_close_stream_socket(shm_socket_t *socket, bool notifyRemote) {
  socket->status = SHM_CONN_CLOSED;
  //给对方发送一个关闭连接的消息
  struct timespec timeout = {1, 0};
  shm_msg_t close_msg;
 
  close_msg.port = socket->port;
  close_msg.size = 0;
  close_msg.type = SHM_SOCKET_CLOSE;
  if (notifyRemote && socket->remoteQueue != NULL) {
    socket->remoteQueue->push_timeout(close_msg, &timeout);
  }
 
  if (socket->queue != NULL) {
    delete socket->queue;
    socket->queue = NULL;
  }
 
  if (socket->remoteQueue != NULL) {
    delete socket->remoteQueue;
    socket->remoteQueue = NULL;
  }
 
  if (socket->messageQueue != NULL) {
    delete socket->messageQueue;
    socket->messageQueue = NULL;
  }
 
  if (socket->acceptQueue != NULL) {
    delete socket->acceptQueue;
    socket->acceptQueue = NULL;
  }
 
  if (socket->clientSocketMap != NULL) {
    shm_socket_t *client_socket;
    for (auto iter = socket->clientSocketMap->begin();
         iter != socket->clientSocketMap->end(); iter++) {
      client_socket = iter->second;
 
      client_socket->remoteQueue->push_timeout(close_msg, &timeout);
      delete client_socket->remoteQueue;
      client_socket->remoteQueue = NULL;
 
      delete client_socket->messageQueue;
      client_socket->messageQueue = NULL;
      free((void *)client_socket);
    }
    delete socket->clientSocketMap;
  }
 
  if (socket->dispatch_thread != 0)
    pthread_cancel(socket->dispatch_thread);
 
  free(socket);
  return 0;
 
}
 
int _shm_close_dgram_socket(shm_socket_t *socket){
    if(socket->queue != NULL) {
        delete socket->queue;
        socket->queue = NULL;
    }
    free(socket);
    return 0;
}