论跨PC和移动平台socket库yasio的设计和实现原理

之前分享的文章是对yasio特性和用法的描述:https://blog.csdn.net/xseekerj/article/details/51891362本文将阐述核心设计思路和原则。当一个框架或库的诞生,必然有其原由,一个库带来的好处越大于使用代价,越容易被人接受,以下是本人对框架库设计的重要原则总结:

易用性,只需要简单的调用,便能正常工作

鲁棒性,简而言之就是不能闪退

适用性,核心功能适合绝对大多数使用场景

易集成,例如boost等,作为C++程序库header only概念

复用性,库整体功能或者核心模块,应该尽量做到放之四海皆可用,例如yasio的object_pool

而一个异步网络库还有一个原则: 尽力而为的设计模式。简单来讲,这种模式就是,有任务的时候,我卖力干,但也有间歇,因为有多个任务,我也不能在一个任务上卡太久,没任务的时候我就休眠,让出CPU时间片。其实联系到实际人类生活工作,其实也是这样,张弛有度才能高效工作生活。这种设计方式yasio网络库经历月流水过亿手游项目的实践证明,对于SLG手游的通信需求,网络独立线程,基本不占CPU,使游戏核心渲染线程能发挥最大性能。boost.asio以精巧的设计,解决了网络线程服务处理数据发送请求唤醒的难题,即模拟中断器,当有数据发送请求时主动发送信号,唤醒可能正在休眠的网络服务线程,yasio借鉴了boost.asio也实现了这一原则

那么问题来了, 既生瑜何生亮,既然已经有boost.asio,为什么还要设计yasio。诚然,boost.asio库足够强大,非阻塞io,不仅仅是网络,包括文件等都支持,是各操作系统上非阻塞io的集大成者,但是作为手机游戏的TCP长连接解决方案,boost.asio就像包含各种高品质的材料,需要开发者以一定的方式组装起来,才能很好地工作,这对于移动端的简单需求来讲,显然比较麻烦。因此设计了yasio, yasio带来的最大好处,就是屏蔽传输和拆包细节,业务线程只需要注册事件回调函数,就可以处理网络连接,网络丢失,协议包等网络事件,无需关心底层传输和拆包细节。

网络库的实现中有proactor前置器和reactor反应堆模式boost.asio, yasio都是前置器模式,曾经很有名的ACE库便是reactor模式;打个简单的比喻,例如我们平时在网上购物,懒惰的快递员到了你家楼下,会直接将快递丢在楼下的便利店或者投递箱,通知你“包裹到了,自己下来拿”,这是reactor模式,如果快递员二话不说直接送到你家门口,那么就是proactor模式。

网上有人问为什么要设计独立线程,我让他去看多核设计艺术,首先,如果芯片设计者也怀着这个思想,那么就没有今天的18核心36线程的发烧级CPU的诞生了,另外在这里直白地解释一下原因,首先对于手游,很多人应该知道,IPv6, 为了支持IPv6,基本都需要用域名来配置服务器的连接,域名解析是一件可能会延迟卡顿的事情,那么将域名解析和非阻塞连接的建立过程均放到独立线程,显然,游戏渲染线程就完全没必要浪费时间在这上面了。渲染线程擅长渲染,网络线程擅长网络传输和拆包, 各司其职,才能提高系统整体效率

yasio的核心设计框架:

图片发自简书App

yasio项目github地址: https://github.com/yasio/yasio

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