仿muduo实现高并发服务器——端对端Socket.hpp-平芜编程栈

摘要

Socket.hpp 是 header-only 的单句柄 TCP 封装，唯一成员为int _sockfd，默认构造置 -1，析构close后复位。对外提供Create / Bind / Listen / Accept / Connect / Recv / Send / Close，另有SetNonBlock、SetNonBlockRecv / SetNonBlockSend与CreateServer / CreateClient两个组合入口。价值在于把系统调用返回值判定、sockaddr_in填充与字节序转换收在一处。注释段自述：本实现保证 HTTP 请求的服务端而非客户端。

代码仓库：https://gitee.com/btshadow/Ubuntu_learning/blob/master/October/10-17/muduo/src/server.hpp

注释

3.1 回顾

htons/ntohs：TCP/IP 规定用大端序，即网络字节序；本机算出要发到网络用htons/htonl，从网络收到转本机用ntohs/ntohl。Bind与Connect里的htons(port)属于服务端自身绑定、要让客户端看到该端口的那一侧。
accept 二、三参数：第二参数是输出参数，存放对端地址；第三参数是值-结果参数，传入时为 addr 缓冲区大小，返回时为实际写入长度（见 bug3）。
ET 模式：epoll 的边缘触发，只有状态变化（从无到有/从有到多）时通知一次，对比 LT。本文件未含 epoll，仅记录。

3.2 新知识

noexcept(true)等价于noexcept，是"不抛异常"的显式声明；内部真抛了异常则直接std::terminate()。承诺的是不抛 C++ 异常，不是调用一定成功。价值在于移动构造/移动赋值标 noexcept 后，std::vector等容器扩容走移动而非拷贝。只在确实不抛处用（移动构造、swap、析构、getter），可能分配内存或抛业务异常的不标。本文件中带 noexcept 的只有注释抄录的listen原型。

3.3 注意

sockaddr_in在 bind 与 connect 前有必要清空（Bind、Connect各有memset），accept 时没必要，因为 accept 内是覆盖式写入（Accept未 memset）。
EAGAIN与EINTR作为读/写异常：EAGAIN 关联非阻塞（MSG_DONTWAIT），EINTR 关联信号，与非阻塞关系小（Recv、Send的 errno 判定）。
客户端无需 bind：客户端间各自独立且难以手动管理，内核已代做，故CreateClient只有 Create + Connect。

3.4 反思

测试时太大意了，主要是不想测试、想快点结束，结果代码本身没有 bug，却因测试方式以为有 bug。

正文

4.1 生命周期与返回值约定

Socket()置_sockfd = -1，Socket(int)接管外部 fd，Fd()取值；析构close后置 -1。Close()只close不复位_sockfd，故析构时会对同一 fd 再close一次。每个系统调用失败路径都走ERR_LOG，成功的组合入口用INF_LOG。

4.2 服务端路径

CreateServer(port, ip = "0.0.0.0")依次Create→Bind→Listen，成功后INF_LOG并调SetReuseAddrPort。Create用socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)；Bind先memset再填sin_family、htons(port)，地址由inet_pton写入sin_addr，旧的inet_addr写法留在注释中；Listen缺省MAX_LISTEN = 1024。SetReuseAddrPort对SO_REUSEADDR与SO_REUSEPORT各setsockopt一次，位置在 bind/listen 之后，失败只记录。

4.3 收发与阻塞

Recv/Send直接转发系统调用，n <= 0时若 errno 为EAGAIN或EINTR返回 0，否则ERR_LOG后返回 -1；Send另有n == 0的独立日志分支。SetNonBlockRecv/SetNonBlockSend以MSG_DONTWAIT调用。SetNonBlock用F_GETFL取标志，再F_SETFL | O_NONBLOCK。客户端方向CreateClient只有 Create 与 Connect，不含 Bind，Connect同样 memset、htons、inet_pton。

4.4 开发中遇到的问题

bug1：INADDR_ANY是 0 不是字符串，极易误会（注释记 [30min]）。原写法const std::string& ip = INADDR_ANY已注释掉，现默认值为"0.0.0.0"，仍交给inet_pton转换。
bug2：测试时注意，监听套接字不能用于通信。标注位于Send()内。
bug3：accept 的第三参数同时作为输入输出参数，调用前须给出缓冲区大小：

// Accept()// 原：socklen_t len;socklen_t len=sizeof(client_addr);

总结

封装边界是套接字生命周期加系统调用的返回判定；三条注意分别落在Bind/Connect的 memset、Recv/Send的 errno 分支、CreateClient不 Bind，bug3 正是"值-结果参数"未传初值。bug1 属类型不匹配，bug2 属套接字角色混用。

常见问题

为何Bind、Connect要 memset 而Accept不用？前两者是值传入，Accept内覆盖式写入，client_addr无需清空。
为何INADDR_ANY不能当std::string默认参数？它是 0 而非字符串（bug1），现用"0.0.0.0"经inet_pton转换。
Recv/Send中EAGAIN与EINTR为何都返回 0？二者都不视为致命错误，交由上层下轮再试。
bug3 中 len 不初始化会怎样？accept把它当输入缓冲区大小，未给值即未定义，故须socklen_t len = sizeof(client_addr)。