# TinyWebServer

**Repository Path**: bycheng/TinyWebServer

## Basic Information

- **Project Name**: TinyWebServer
- **Description**: 基于c++实现TinyWebServer
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 2
- **Created**: 2023-01-31
- **Last Updated**: 2023-01-31

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

TinyWebServer
===============
* **项目简介**：此项目是基于Linux的轻量级多线程Web服务器，可以实现上万的并发连接数据交换。 

  **主要工作**：

  - 主要实现了浏览器的账号登录和注册，同时可以访问服务端图片文件等数据，利用MySQL存储账户名和密码; 
  - 利用Epoll技术，实现Reactor和Proactor两种事件处理模式，完成对读写数据、接受新连接及处理客户请求的处理； 
  - 利用数据库连接池、线程池、内存池提供服务，增加并行服务数量和服务器性能； 
  - 利用升序链表实现定时器容器，对定时事件统一管理，同时使用SIGALRM信号定时删除非活跃的定时事件； 
  - 实现异步日志系统，记录服务器运行状态。 

# **框架**

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/1.png)

# **内存池**

为每一个线程建立内存池，内存池使用链表进行管理，小于64K往内存池申请，大于64K往系统申请，具体可看memorypool文件夹

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/memorypool.png)

# **内存池-改进**

​      将内存划分为大小为4KB的内存块，为每一内存块赋予一个内存ID，用基数树存储内存ID和管理该内存的指针，同时以三层结构进行管理，每一层各自使用数组和链表进行内存的管理；具体可看concurrent_memorypool文件夹

- 第一层为线程缓存，为每一个线程独占，用于小于64KB内存的分配； 
- 第二层为中心缓存，为所有线程共享，第一层线程缓存不足时可向第二层申请内存； 
- 第三层为页缓存，页缓存是在中心缓存上面的一层缓存，存储的内存是以页为单位存储及分配，中心缓存不足时需要从页缓存分配 出一定数量的内存块。 

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/concurrent_memorypool_0.png)

第一层

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/concurrent_memorypool_1.png)

第二层

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/concurrent_memorypool_2.png)

第三层

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/concurrent_memorypool_3.png)

# **线程池**

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/threadpool.png)

1.最简单方法利用STL的队列，然后多个线程竞争队列中的任务，每次往队列存取任务时，利用互斥锁完全锁住整个队列。

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/queue.png)

2.方法1锁的颗粒度太大了，会影响并发性能。因此可自己利用链表实现一个线程安全的队列，只需要维护链表头和尾部节点，同时使用两个互斥锁(头锁锁头节点和尾锁锁尾节点)和一个条件变量，每次从尾部插入任务，头部取出数据；具体可看代码queue_lock_headAndtail.h

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/queue_head_tail.png)

3.还可以可自己利用链表实现一个线程安全的队列，利用无锁编程实现线程安全的队列，具体可看queue_freelock.h

# **日志+阻塞队列**

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/blocakqueue.png)

# **数据库连接池**

- 连接池只需要一个实例，所以connection_pool以单例模式设计；

- 从connection_pool中可以获取和Mysql的连接；

- 空闲连接Mysql全部维护在一个线程安全的链表中，含有最大连接数maxsize，初始化时先往链表中放入maxsize个节点；

- 连接的生产和连接的消费采用生产者-消费者线程模型来设计，使用两个互斥锁（头锁和尾锁）和一个条件变量保证链表的线程安全，从队头取数据，队尾插入数据。

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/mysqlpool.png)

# 定时器方案

![](https://gitee.com/caoguangjing/TinyWebServer/raw/master/image/list_time.png)

# 快速运行

* 服务器测试环境
  * Ubuntu版本16.04
  * MySQL版本5.7.29
* 浏览器测试环境
  * Windows、Linux均可
  * Chrome
  * FireFox
  * 其他浏览器暂无测试
* 测试前确认已安装MySQL数据库

```C++
// 建立yourdb库
create database yourdb;

// 创建user表
USE yourdb;
CREATE TABLE user(
    username char(50) NULL,
    passwd char(50) NULL
)ENGINE=InnoDB;

// 添加数据
INSERT INTO user(username, passwd) VALUES('name', 'passwd');
```

- 修改main.cpp中的数据库初始化信息

```c++
//数据库登录名,密码,库名
string user = "root";
string passwd = "root";
string databasename = "yourdb";
```

build

```
sh ./build.sh
```

- 启动

```c++
./server
```