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Memcache源代码分析之网络处理

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memcache是什么说略过，大家都懂。这篇文章主要分析memcache的网络处理，memcache的网络处理是基于libevent的库写的，下面依据源代码来一步一步讲解。

1、初始化event、链接池、内存块等

[c]

/* initialize main thread libevent instance */

main_base = event_init(); //memcache.c line:4583

/* initialize other stuff */

stats_init();

assoc_init();

conn_init();

slabs_init(settings.maxbytes, settings.factor, preallocate);

[/c]

2、初始化线程，调用函数thread_init(settings.num_threads, main_base)，内部实现如下：

a)创建num_threads个线程处理对像(包括读写管道、客户端队列等,thread.c line:608

[c]

for (i = 0; i < nthreads; i++) {

int fds[2];

if (pipe(fds)) {//创建读写管道

perror(“Can’t create notify pipe”);

exit(1);

}

threads[i].notify_receive_fd = fds[0];

threads[i].notify_send_fd = fds[1];

//为读取管道绑定事件(当有可读数据时，以事件方式通知thread_libevent_process函数处理)，并且初始化客户端队列

setup_thread(&threads[i]);

}

[/c]

b)创建线程,thread.c line:622

[c]

for (i = 0; i < nthreads; i++) {

create_worker(worker_libevent, &threads[i]);//对创建成功的线程进行计数，同时开始进入事件循环

}

[/c]

3、创建套接字,memcache.c line:4643

[c]

if (settings.port && server_socket(settings.port, tcp_transport,

portnumber_file)) {

vperror(“failed to listen on TCP port %d”, settings.port);

exit(EX_OSERR);

}

[/c]

4、在server_socket调用conn_new创建一个链接对像，内部实现如下：

a)更新状态为conn_listening,memcache.c line:400

[c]

c->state = init_state;

[/c]

b)绑定事件,当套接字有可读数据时以事件方式通知event_handler处理(memcache.c line:420)

[c]

event_set(&c->event, sfd, event_flags, event_handler, (void *)c);

event_base_set(base, &c->event);

[/c]

c)进入主事件循环,memcache.c line:4675

[c]

event_base_loop(main_base, 0);

[/c]

5、当有用户请求时即进行event_handler的conn_listening分支，接受请求后调用dispatch_conn_new函数(memcache.c line:3450)，内部实现过程如下：

a)从链接队列中取出一个空闲的对象，(thread.c line:496)

[c]

CQ_ITEM *item = cqi_new();

[/c]

b)以轮询的方式访问线程一个线程,(thread.c line:297)

[c]

iint tid = (last_thread + 1) % settings.num_threads;

LIBEVENT_THREAD *thread = threads + tid;

last_thread = tid;

[/c]

c)将状态置为conn_new_cmd，(thread.c line:304)

[c]

item->init_state = init_state

[/c]

d)然后将这个对象加入到线程的客户端链表中(thread.c line:309)

[c]

cq_push(thread->new_conn_queue, item);

[/c]

e)然后通知线程处理事件绑定等工作(原理是向线程的写入管道中发送一个字节，告诉线程有客户端来请求了),(thread.c line:312)

[c]

if (write(thread->notify_send_fd, “”, 1) != 1) {

perror(“Writing to thread notify pipe”);

}

[/c]

6、当某一线程的管道有可读数据时，调用thread_libevent_process进行处理，内部实现过程如下：

a)读取一个字节，即取出一个客户端列表，(thread.c line:259)

[c]

if (read(fd, buf, 1) != 1)

if (settings.verbose > 0)

fprintf(stderr, “Can’t read from libevent pipe\\n”);

item = cq_pop(me->new_conn_queue);//从客户端队列中取出一个对象

[/c]

b)调用conn_new创建一个链接对像，并将初始状态设为conn_new_cmd,同时为套接定绑定事件(thread.c line:266)

[c]

conn *c = conn_new(item->sfd, item->init_state, item->event_flags,

item->read_buffer_size, item->transport, me->base);

[/c]

c)在主线程循环中进入conn_new_cmd分支，(memcache.c line:3494);

[c]

case conn_new_cmd:

/* Only process nreqs at a time to avoid starving other

connections */

-nreqs;

if (nreqs >= 0) {

reset_cmd_handler(c);

[/c]

d)判断该套接字是否还有未处理数据，有未处理数据就更新状态为conn_parse_cmd,没有就更新为conn_waiting,(memcache.c line:2075)

[c]

if (c->rbytes > 0) {

conn_set_state(c, conn_parse_cmd);

} else {

conn_set_state(c, conn_waiting);

}

[/c]

e)当有未处理数据时进入conn_parse_cmd分支，尝试去处理(具体请看第7大步)，如果内容不满足一条完整的数据就更新为conn_waiting(memcache.c line:3486)

[c]

case conn_parse_cmd :

if (try_read_command(c) == 0) {

/* wee need more data! */

conn_set_state(c, conn_waiting);

}

[/c]

f)当套接字有数据时，更新状态为conn_read,(memcache.c line:3461)

[c]

case conn_waiting:

if (!update_event(c, EV_READ | EV_PERSIST)) {

if (settings.verbose > 0)

fprintf(stderr, “Couldn’t update event\\n”);

conn_set_state(c, conn_closing);

break;

}

conn_set_state(c, conn_read);

[/c]

g)进入conn_read分支以udp或者tcp的方式开始读取数据,当读取数据成功后

更新状态为conn_parse_cmd(即下一次循环跳到第e步开始执行)(memcache.c line:3467)

[c]

case conn_read:

res = IS_UDP(c->transport) ? try_read_udp(c) : try_read_network(c);

switch (res) {

case READ_NO_DATA_RECEIVED:

conn_set_state(c, conn_waiting);

break;

case READ_DATA_RECEIVED:

conn_set_state(c, conn_parse_cmd);

break;

case READ_ERROR:

conn_set_state(c, conn_closing);

break;

case READ_MEMORY_ERROR: /* Failed to allocate more memory */

/* State already set by try_read_network */

break;

}

break;

[/c]

h)在try_read_network内部，首先是将没有处理掉的数据前置(memcache.c line:3247)，然后循环读取客户端发来的所有数据(memcache.c line:3253)，这里要详细讲一下客户端数据的存储，对于每个请求的客户端，都会分配数据缓冲区(rbuf)、当前数据处理偏移项(rcurr)、缓冲区长度(rsize)、已占用字节数(rbytes)，当有消息时，先看看缓存区能不能存放下，如果不能，那么将数据缓冲区将以2倍的长度开始增长，然后将接受的数据存下；

7、处理消息

a)当有消息时会调用try_read_command来解析命令行，一般情况下是使用ascii传输数据，那么在函数内部会直接跳到memcache.c的3145行，然后判断数据包的完整性，在数据包完整的情况下，会直接调用process_command函数(memcache.c line:3181)

[c]

process_command(c, c->rcurr);

[/c]

b)在process_command内部先是调用tokenize_command函数来计算参数总数量，参数值长度，参数值(memcache.c line:2967)

[c]

ntokens = tokenize_command(command, tokens, MAX_TOKENS);

[/c]

c)根据参数总数量，参数值长度和参数值来解析命令，然后将数据更新到HashTable，包括：get,set,update等(memcache.c line:2968)

[c]

if (ntokens >= 3 &&

((strcmp(tokens[COMMAND_TOKEN].value, “get”) == 0) ||

(strcmp(tokens[COMMAND_TOKEN].value, “bget”) == 0))) {

process_get_command(c, tokens, ntokens, false);

[/c]

整个关于tcp处理这块分析完毕，比较简单，有错误之处请回复告之。

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文章信息

作者：IM鑫爷来源： IM鑫爷
标签： Memcache 源代码
发布时间：2011-09-19 23:59:19

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