handy源码阅读（六）：udp类

分为UdpServer类和UdpConn类。

struct UdpServer : public std::enable_shared_from_this<UdpServer>, private noncopyable {
  UdpServer(EventBases* bases);
  int bind(const std::string& host, unsigned short port, bool reusePort = false);
  static UpdServerPtr startServer(EventBases* bases, const std::string& short, unsigned short port, bool reusePort = false);
  ~UdpServer() { 
    delete channel_;
 }
  Ip4Addr getAddr() {
    return addr_;
  }
  EventBase* getBase() {
    return base_;
  }
  void sendTo(Buffer msg, Ip4Addr addr) {
    sendTo(msg.data(), msg.size(), addr);
    msg.clear();
  }
  void sendTo(const char* buf, size_t len, Ip4Addr addr);
  void sendTo(const std::string& s, Ip4Addr addr) {
    sendTo(s.data(), s.size(), addr);
  }
  void sendTo(const char* s, Ip4Addr addr) {
    sendTo(s, strlen(s), addr);
  }

  void onMsg(const UdpSvrCallBack& cb) {
    msgcb_ = cb;
  }

private:
  EventBase* base_;
  EventBases* bases_;
  Ip4Addr addr_;
  Channel* channel_;
  UdpSvrCallBack msgcb_;
};

其中：

typedef std::shared_ptr<UdpConn> UdpConnPtr;
typedef std::shared_ptr<UdpServer> UdpServerPtr;
typedef std::function<void(const UdpConnPtr&, Buffer)> UdpCallBack;
typedef std::function<void(const UdpServerPtr&, Buffer, Ip4Addr)> UdpSvrCallBack;

struct UdpConn : public std::enable_shared_from_this<UdpConn>, private noncopyable {
  UdpConn() {}
  virtual ~UdpConn() { close(); }
  static UdpConnPtr createConnection(EventBase* base, const std::string& host, unsigned short port);

  template <class T>
  T& context() {
    return ctx_.context<T>();
  }

  EventBase* getBase() {
    return base_;
  }

  Channel* getChannel() {
    return channel_;
  }

  void send(Buffer msg) {
    send(msg.data(), msg.size());
    msg.clear();
  }
  void send(const char* buf, size_t len);
  void send(const std::string& s) {
    send(s.data(), s.size());
  }
  void send(const char* s) {
    send(s, strlen(s));
  }
  void onMsg(const UdpCallBack& cb) {
    cb_ = cb;
  }
  void close();

  std::string str() {
    return peer_.toString();
  }

public:
  void handleRead(const UdpConnPtr&);
  EventBase* base_;
  Channel* channel_;
  Ip4Addr local_, peer_;
  AutoContext ctx_;
  std::string destHost_;
  int destPort_;
  UdpCallback cb_;
};

下面看一下具体的使用方法，从中可以得知udp相关类的设计及实现的想法。

udp服务器部分：

int main(int argc, const char* argv[]) {
  EventBase base;
  Signal::signal(SIGINT, [&] { base.exit(); });
  UdpServerPtr svr = UdpServer::startServer(&base, "", 2099);
  svr->onMsg([](const UdpServerPtr& p, Buffer buf, Ip4Addr peer) {
    p->sendTo(buf, peer);
  });
  base.loop();
  return 0;
}

可以看出，在指定端口启动服务器后，回调函数被加入到事件循环中去，意为当收到客户端的消息时，调用onMsg设置的回调函数，相应的会调用sendto，向客户端发送一条消息。base.loop()的作用即为启动该事件循环，具体的为调用loop_once进而调用Poller的loop函数，进而会调用epoll_wait去监听套接字上的可读事件。

udp客户端部分：

int main(int argc, const char* argv[]) {
  EventBase base;
  Signal::signal(SIGINT, [&] { base.exit(); });
  UdpConnPtr con = UdpConn::createConnection(&base, "127.0.0.1", 2099);
  con->onMsg([](const UdpConnPtr& p, Buffer buf) { info("udp recved %lu bytes", buf.size()); });
  base.runAfter(0, [=]() { con->send("hello"); }, 1000);
  base.loop();
  return 0;
}

在客户端部分，首先连接到服务器端口，然后设置回调函数，此处的base.loop()不光有上述的调用epoll函数的功能，还有定时调用runAfter中函数对象的功能。

总的过程为：启动服务端和客户端后，base.loop()进行事件循环，客户端的runAfter会定时向服务端发送消息，服务器端在收到该消息后，会调用onMsg设定的回调函数，该回调函数是向客户端发送消息，客户端在收到消息后，将其打印出来。

下面说一下如何将回调函数加入时间循环。

其实可以看一下Channel类的实现，Channel类内置了一个文件描述符，每创建一个新的Channel对象，都会将该文件描述符及其监听的事件类型加入到epoll事件循环中，调用对应事件类型的函数，只要在此函数中加入会回调函数的调用，就可以实现上述所说的功能。

下面是服务器和客户端的相应部分的实现（简化）：

int UdpServer::bind(const std::string& host, unsigned short port, bool reusePort) {
  addr_ = Ip4Addr(host, port);
  ::bind(fd, (struct sockaddr*)&addr_.getAddr(), sizeof(struct sockaddr));
  channel_ = new Channel(base_, fd, kReadEvent);  //创建Channel对象，将服务器端的套接字传入。
  channel_->onRead([this] {  //在epoll_wait读到读事件时，会调用onRead设置的函数。
    Buffer buf;
    struct sockaddr_in raddr;
    socklen_t rsz = sizeof(raddr);
    int fd = channel_->fd;
    ssize_t rn = recvfrom(fd, buf.makeRoom(kUdpPacketSize), kUdpPacketSize, 0, (sockaddr*)&raddr, &rsz); //接收消息。
    buf.addSize(rn);
    this->msgcb_(shared_from_this(), buf, raddr);  //此为回调函数的调用，在文件中可以看到msgcb_由onMsg设置，就可以实现由自己调用函数onMsg设置回调函数加入到事件循环进行调用。
  }); 
}

客户端的部分实现（简化）：

UdpConnPtr udpConn::createConnection(EventBase* base, const string& host, unsigned short port) {
  Ip4Addr addr(host, port);
  int fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  ::connect(fd, (sockaddr*)&addr.getAddr(), sizeof(sockaddr_in));
  UdpConnPtr con(new UdpConn);
  Channel* ch = new Channel(base, fd, kReadEvent); //创建Channel对象，将客户端套接字传入。
  conn->channel_ = ch;
  ch->onRead([con] {  //在epoll_wait读到读事件时，会调用onRead设置的函数。
    Buffer input;
    int fd = con->channel_->fd();
    int rn = ::read(fd, input.makeRoom(kUdpPacketSize), kUdpPackeSize);
    input.addSize(rn);
    con->cb_(con, input); //回调函数的调用，头文件中可以看到cb_由onMsg设置。
  });
}