MMORPG大型游戏设计与开发（part4 of net）

2023-01-24 07:32:20

　　上一节简单的介绍了服务器消息处理的流程，想必大家对这方面有了初步的认识，接下来我们需要知道和掌握的便是其中一些重要的方法，进一步深入熟悉整个构架。

　　1、FD_*系列宏函数

　　FD_ZERO(fd_set *fdset) 将指定的文件描述符集清空，在对文件描述符集合进行设置前，必须对其进行初始化，如果不清空，由于在系统分配内存空间后，通常并不作清空处理，所以结果是不可知的。

　　FD_SET(fd_set *fdset) 用于在文件描述符集合中增加一个新的文件描述符。FD_CLR(fd_set *fdset) 用于在文件描述符集合中删除一个文件描述符。

　　FD_ISSET(int fd,fd_set *fdset) 用于测试指定的文件描述符是否在该集合中。

　　2、Socket操作类

/**

 * PAP Engine ( -- )

 * $Id socket.h

 * @link -- for the canonical source repository

 * @copyright Copyright (c) 2013-2013 viticm( viticm@126.com )

 * @license

 * @user viticm<viticm@126.com>

 * @date 2013-12-31 17:34:43

 * @uses server net model socket class

 */

#ifndef PAP_SERVER_COMMON_NET_SOCKET_H_

#define PAP_SERVER_COMMON_NET_SOCKET_H_

#include "common/net/socket/base.h"

namespace pap_server_common_net {

class Socket {

 public:

   Socket(uint16_t port, uint32_t backlog = );

   ~Socket();

 public:

   void close();

   bool accept(pap_common_net::socket::Base* socket);

   uint32_t getlinger() const;

   bool setlinger(uint32_t lingertime);

   bool is_nonblocking() const;

   bool set_nonblocking(bool on = true);

   uint32_t getreceive_buffersize() const;

   bool setreceive_buffersize(uint32_t size);

   uint32_t getsend_buffersize() const;

   bool setsend_buffersize(uint32_t size);

   int32_t getid() const;

 protected:

   pap_common_net::socket::Base* socket_;

};

}; //namespace pap_server_common_net

#endif //PAP_SERVER_COMMON_NET_SOCKET_H_

serversocket

　　这是服务器的socket操作类，构造函数（Socket(uint16_t port, uint32_t backlog = 5)）需要提供一个监听端口。

　　void close(); //关闭套接字。

　　bool accept(pap_common_net::socket::Base* socket); //接受sokcet连接

　　uint32_t getlinger() const; //获取延时

　　bool setlinger(uint32_t lingertime); //设置延时

　　bool is_nonblocking() const; //是否为non-blocking模式

　　bool set_nonblocking(bool on = true); //设置non-blocking

　　uint32_t getreceive_buffersize() const; //获取接收的buffer大小

　　bool setreceive_buffersize(uint32_t size); //设置接收的buffer大小

　　uint32_t getsend_buffersize() const; //获取发送的buffer大小

　　bool setsend_buffersize(uint32_t size); //设置发送buffer大小

　　int32_t getid() const;　//获取套接字ID

　　其中大家可能不了解的是non-blocking的IO模式，有一篇详细的文*大家参考：IO模式。

　　3、套接字输入流和输入流操作类

#ifndef PAP_COMMON_NET_SOCKET_INPUTSTREAM_H_

#define PAP_COMMON_NET_SOCKET_INPUTSTREAM_H_

#include "common/net/config.h"

#include "common/lib/vnet/vnet.hpp"

#include "common/net/socket/base.h"

#include "common/net/packet/base.h"

namespace pap_common_net {

namespace socket {

class InputStream {

 public: //construct and destruct

   InputStream(

       Base* socket,

       uint32_t bufferlength = SOCKETINPUT_BUFFERSIZE_DEFAULT,

       uint32_t bufferlength_max = SOCKETINPUT_DISCONNECT_MAXSIZE);

   virtual ~InputStream();

 public:

   uint32_t read(char* buffer, uint32_t length);

   bool readpacket(packet::Base* packet);

   bool peek(char* buffer, uint32_t length);

   bool skip(uint32_t length);

   uint32_t fill();

   void init();

   bool resize(int32_t size);

   uint32_t reallength();

   bool isempty();

   void cleanup();

   void setkey(unsigned char const* key);

   int32_t get_keylength();

   Base* getsocket();

 private:

   Base* socket_;

   struct packet_t* packet_;

   struct endecode_param_t* endecode_param_;

};

}; //namespace socket

}; //namespace pap_common_net

#endif //PAP_COMMON_NET_SOCKET_INPUTSTREAM_H_

sokcet_inputstream

　　套接字的输入流操作类，可以看到构造函数需要提供一个套接字对象初始化。

　　functions:

　　uint32_t read(char* buffer, uint32_t length); //读取一段数据

　　bool readpacket(packet::Base* packet); //读取网络包

　　bool peek(char* buffer, uint32_t length); //校验数据内容

　　bool skip(uint32_t length); //跳过大小长度的一段数据

　　uint32_t fill(); //数据修正

　　void init(); //初始化

　　bool resize(int32_t size); //重新分配流大小

　　uint32_t reallength(); //数据实际长度

　　bool isempty(); //数据是否为空

　　void cleanup(); //流内部数据清理

　　void setkey(unsigned char const* key); //流加密KEY设置，如果设置了这个，则网络数据全部被加密

　　int32_t get_keylength(); //获取加密KEY的长度

　　variables:

　　Base* socket_; //套接字对象

　　struct packet_t* packet_; //网络包结构

　　struct endecode_param_t* endecode_param_; //加密数据结构

#ifndef PAP_COMMON_NET_SOCKET_OUTPUTSTREAM_H_

#define PAP_COMMON_NET_SOCKET_OUTPUTSTREAM_H_

#include "common/net/config.h"

#include "common/lib/vnet/vnet.hpp"

#include "common/net/socket/base.h"

#include "common/net/packet/base.h"

namespace pap_common_net {

namespace socket {

class OutputStream {

 public:

   OutputStream(

     socket::Base* socket,

       uint32_t bufferlength = SOCKETOUTPUT_BUFFERSIZE_DEFAULT,

       uint32_t bufferlength_max = SOCKETOUTPUT_DISCONNECT_MAXSIZE);

   ~OutputStream();

 public:

   uint32_t write(const char* buffer, uint32_t length);

   bool writepacket(const packet::Base* packet);

   uint32_t flush();

   void init();

   bool resize(int32_t size);

   uint32_t reallength();

   bool isempty();

   void cleanup();

   void setkey(unsigned char const* key);

   int32_t get_keylength();

   void getbuffer(char* buffer, uint32_t length);

   Base* getsocket();

 private:

   Base* socket_;

   struct packet_t* packet_;

   struct endecode_param_t* endecode_param_;

};

}; //namespace socket

}; //namespace pap_common_net

#endif //PAP_COMMON_NET_SOCKET_OUTPUTSTREAM_H_

socket_outputstream

　　其方法和参数其实与输入流大同小异，我在这里就不一一列举了。

　　4、网络包操作类和网络包管理器

/**

 * PAP Engine ( -- )

 * $Id packet.h

 * @link -- for the canonical source repository

 * @copyright Copyright (c) 2013-2013 viticm( viticm@126.com )

 * @license

 * @user viticm<viticm@126.com>

 * @date 2014-1-2 11:36:54

 * @uses server and client net pakcet class

 */

#ifndef PAP_COMMON_NET_PACKET_BASE_H_

#define PAP_COMMON_NET_PACKET_BASE_H_

#include "common/net/config.h"

#include "common/net/socket/inputstream.h"

#include "common/net/socket/outputstream.h"

#define GET_PACKETINDEX(a) ((a) >> 24)

#define SET_PACKETINDEX(a,index) ((a) = (((a) & 0xffffff) + ((index) << 24)))

#define GET_PACKETLENGTH(a) ((a) & 0xffffff)

#define SET_PACKETLENGTH(a,length) ((a) = ((a) & 0xff000000) + (length))

//note cn:

//消息头中包括：uint16_t - 2字节；uint32_t - 4字节中高位一个字节为消息序列号，

//其余三个字节为消息长度

//通过GET_PACKETINDEX和GET_PACKETLENGTH宏，

//可以取得UINT数据里面的消息序列号和长度

//通过SET_PACKETINDEX和SET_PACKETLENGTH宏，

//可以设置UINT数据里面的消息序列号和长度

#define PACKET_HEADERSIZE (sizeof(uint16_t) + sizeof(uint32_t))

typedef enum {

  kPacketExecuteStatusError = , //表示出现严重错误，当前连接需要被强制断开

  kPacketExecuteStatusBreak, //表示返回后剩下的消息将不在当前处理循环里处理

  kPacketExecuteStatusContinue, //表示继续在当前循环里执行剩下的消息

  kPacketExecuteStatusNotRemove, //表示继续在当前循环里执行剩下的消息,

                                  //但是不回收当前消息

  kPacketExecuteStatusNotRemoveError,

} packet_executestatus_enum;

namespace pap_common_net {

namespace packet {

class Base {

 public:

   Base();

   virtual ~Base();

 public:

   int8_t status_;

   int8_t index_;

 public:

   virtual void cleanup() {};

   virtual bool read(socket::InputStream& inputstream) = ;

   virtual bool write(socket::OutputStream& outputstream) const = ;

   virtual uint32_t execute(

       pap_server_common_net::connection::Base* connection) = ;

   virtual uint16_t getid() const = ;

   virtual uint32_t getsize() const = ;

   int8_t getindex() const;

   void setindex(int8_t index);

   uint8_t getstatus() const;

   void setstatus(uint8_t status);

};

}; //namespace packet

}; //namespace pap_common_net

#endif //PAP_COMMON_NET_PACKET_BASE_H_

packet_base

　　functions:

　　virtual void cleanup() {}; //内部数据清理
　　virtual bool read(socket::InputStream& inputstream) = 0; //读取网络包
　　virtual bool write(socket::OutputStream& outputstream) const = 0; //写入网络包
　　virtual uint32_t execute(
　　pap_server_common_net::connection::Base* connection) = 0; //网络包执行
　　virtual uint16_t getid() const = 0; //获取包ID
　　virtual uint32_t getsize() const = 0; //获取包大小
　　int8_t getindex() const; //获取包索引
　　void setindex(int8_t index); //设置包索引
　　uint8_t getstatus() const; //获取包状态
　　void setstatus(uint8_t status); //设置包状态

　　variables:

　　int8_t status_; //状态

　　int8_t index_; //索引

/**

 * PAP Engine ( -- )

 * $Id factorymanager.h

 * @link -- for the canonical source repository

 * @copyright Copyright (c) 2013-2013 viticm( viticm@126.com )

 * @license

 * @user viticm<viticm@126.com>

 * @date 2014-1-3 10:11:38

 * @uses server and client net packet factory manager

 */

#ifndef PAP_COMMON_NET_PACKET_FACTORYMANAGER_H_

#define PAP_COMMON_NET_PACKET_FACTORYMANAGER_H_

#include "common/net/config.h"

#include "common/net/packet/factory.h"

#include "common/sys/thread.h"

namespace pap_common_net {

namespace packet {

class FactoryManager {

 public:

   FactoryManager();

   ~FactoryManager();

 public:

   uint32_t* packet_alloccount_;

 public:

   bool init();

   //根据消息类型从内存里分配消息实体数据（允许多线程同时调用）

   Base* createpacket(uint16_t pakcetid);

   //根据消息类型取得对应消息的最大尺寸（允许多线程同时调用）

   uint32_t getpacket_maxsize(uint16_t packetid);

   //删除消息实体（允许多线程同时调用）

   void removepacket(Base* packet);

   void lock();

   void unlock();

   static bool isvalid_packetid(uint16_t id); //packetid is valid

 private:

   Factory** factories_;

   uint16_t size_;

   pap_common_sys::ThreadLock lock_;

 private:

   void addfactory(Factory* factory);

   void addfactories_for_billinglogin();

   void addfactories_for_serverserver();

   void addfactories_for_clientlogin();

   void addfactories_for_loginworld();

   void addfactories_for_serverworld();

   void addfactories_for_clientserver();

};

}; //namespace packet

}; //namespace pap_common_net

extern pap_common_net::packet::FactoryManager* g_packetfactory_manager;

#endif //COMMON_NET_PACKETFACTORY_H_

packet_factorymanager

　　网络包工厂管理器，即是把所有包对象加入到一个管理器中，然后有需要的时候再从工厂中取出来使用。

　　5、服务器select模式

　　上一部分的代码中，大家应该也看到了这个代码。那么为什么要select呢？服务器一次普通阻塞之下，一次只能一对一的问答，如果多个同时访问，就要讲究先来后到了。为了避免这样的问题，解决多用户同时访问不需要等待，则使用了select模式。那么我们来看看这个函数的具体用法与解释，还是引用一个前人已经总结出来的文章：socket的select。

　　下一部分将用一个服务器的实例来讲诉网络部分一次访问的过程。

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