跨平台网络库Cyclone

2023-10-11 06:38
文章标签 网络 跨平台 cyclone

本文主要是介绍跨平台网络库Cyclone,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

转自:https://thecodeway.com/blog/?p=1472

非常好用,源码:https://github.com/thejinchao/cyclone

跨平台网络库Cyclone发布

       

       我在畅游工作时,曾经维护一个名为Cyclone的基础库,包括天龙八部在内的大部分端游产品都是使用的这个库,主要是网络通讯、消息包管理,加密等功能,但这个库本身的技术含量很低,网络部分只支持select,没有考虑多线程,代码也很丑陋。由于是关系现金流的核心产品,本着稳定压倒一切的原则,一直不敢动,所以至今畅游仍然还在用着这份十多年前的代码。2015年初的时候,我曾经有一段时间没什么事情,于是打算重新写一个全新的网络库,参考了Nginx、Skynet、Muduo、lwan、libevent的设计之后,有了一些心得,于是开始写新版的cyclone。在离开畅游之前,cyclone已经完成了第一版,并且应用在一个在研的手游项目上,但这个版本并不完善,后来我一直想找时间把cyclone再完善一下,但对于创业狗来说,坐下来写代码简直就是大逆不道的事情,于是一直断断续续的写。直到最近,cyclone终于完成一个比较满意的版本,也算完成了一个心愿。

       这个工程我放在了Github上,cyclone的设计从一开始就是比较清晰的,主要是以下几个特性

非阻塞+多路复用

      这应该是使用最为广泛的一种网络模型,适合大多数应用场景,multiplexing支持select、epoll、kqueue三种api

多线程+event loop机制

      cyclone是按照one loop per thread的思想设计的,线程通过event唤醒,线程之间的通讯通过pipe进行,这种模式可以最大程度上减少线程的空转以及线程之间的临界区。对于网游服务器来说,一种很不好的设计就是不考虑线程的空转成本,大量使用sleep+busy loop,这也是为什么很多情况下,一台网游服务器明明cpu占用很低,但玩家仍然觉得“卡”的原因,因为大量的空转逻辑,导致服务器线程的fps降低,对玩家的消息包的相应时间加长导致的。线程之间的通讯使用无锁队列+pipe机制,也就是把要传输的数据放在无锁队列中,然后通过pipe唤醒相应的目标线程。对于c++多线程程序来说,对象的生命周期管理是一个非常重要的问题,一不小心就会陷入泥潭,所以采用线程之间的消息通讯机制,再配合std::shared_ptr,可以大大降低问题的复杂度。

跨平台

      目前支持Windows、Linux、MacOSX、Android,后面会考虑支持iOS,因为用了很多c++11特性,所以跨平台并不是什么太麻烦的事情,主要的跨平台的差异还是在于EventLoop中针对不同平台的实现,cyclone的EventLoop支持socket,timer,pipe三种唤醒机制,其中pipe的实现在linux和mac上都有原生的支持,在windows上虽然也有pipe,但无法用在select上,所以我用了一对socket来模拟pipe,这个消耗会有些高,所以在windows的生产环境里尽量慎用pipe。timer在mac上使用了kqueue原生机制,linux和Android使用了timerfd,windows上使用了timer-queue + pipe的方式。
      cyclone使用CMake作为编译脚本,以及单元测试程序,如果需要编译单元测试的话,需要安装google test

工具函数

      cyclone的设计思想是宁缺毋滥,尽量保证库的简单,比如消息包的封装,加解密这样的代码是以工具的形式放在库里,我已经把dh-exchange密钥交换和aes加密放在库里,可以实现通讯双方的安全协议,另外adler32可以做简单的crc校验算法,xorshift128做异或加密。

范例

      我提供了几个类似于helloworld的范例,比如echo和chat,另外samples里还有两个很有用的程序,socks5和relay。把这两个程序写出来的目的其实大家都懂得,socks5这个程序实现了简单的Socks5协议代理服务器,配合海外的vps,可以实现科学上网,但在我大天朝,仅仅靠sockes5还不行,因为这个协议本身并不支持消息加密,很容易就会莫名其妙的挂掉,所以我又实现了加密用的relay。原理可以参照云风的这篇文章。其中relay_local是一个n:1的工具,把多个链接收到一个链接中,relay_server是1:n的工具,把链接恢复出来去和真正的目标程序通讯,而relay_local和relay_server之间的协议是通过密钥交换和aes算法加密的,所以非常安全。
      具体操作是,在海外的vps上,运行socks5和relay_server,如下:

      在本地机器上运行relay_local


      然后设定本地浏览器使用127.0.0.1:1984作为socks5代理服务器地址即可,比如Chrome浏览器,加入命令行参数–proxy-server=”SOCKS5://127.0.0.1:1984″,或者使用pac文件设置复杂的代理设置,感兴趣的同学这部分可以研究一下ShadowSocks,ShadowSocks使用的是HTTP代理+加密协议,基本原理和我的是一样的,不过更完善和专业。
      除了n:1和1:n,我还提供了一个1:1的工具relay_pipe。这个程序如同水管中的管件,两端可以是listen和connect两种方式的组合,如同螺栓和螺母一样,这三个工具组合起来,可以实现一些很有趣的功能,比如实现局域网的穿透。举例来说,公司局域网内有一台FTP服务器,如果想在家的时使用,一般情况下可以找MIS的同事开通VPN权限,不过对于临时应急使用的话,完全可以直接用relay组合一个管道,把家里的电脑链接到公司内网的服务器上,前提是有一台公网上的vps服务器。
      首先是在公网vps上运行一个中转pipe,打开两个监听端口2001和2002

      在公司局域网找一台电脑,运行relay_server和relay_pipe

      在家里的电脑上运行relay_local

      然后就可以在家里的电脑上链接127.0.0.1:21使用ftp,如同在公司一样。


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http://www.chinasem.cn/article/186238

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