CN103312625A - 一种网络通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于网络通信领域，提供了一种网络通信的方法和系统，该方法包括下述步骤：将所述网络数据收发线程与所述侦听接口进行关联，并将所述侦听接口加入epoll队列；所述侦听接口对epoll队列中的事件进行侦听，当侦听到需要收发数据的事件时，对不同的事件进行处理并通知与其关联的网络数据收发线程收发数据；所述网络数据收发线程根据所述侦听接口的通知收发网络数据。本发明实施例，通过在系统内核中建立侦听接口，侦听系统epoll队列中的事件，并通知网络数据收发线程导出socket相关的函数符号表，再在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据，实现了在内核进程中收发数据的方法。

Description

一种网络通信的方法和系统
技术领域
本发明属于网络通信领域，尤其涉及一种收发网络数据的方法和系统。
背景技术
在网络系统的架构中，收发数据是一个很重要的问题，收发数据的及时与否直接影响到网络的优良，现有技术的收发数据都是在用户态直接调用系统进程进行数据的收发，这种方法虽然方便直接，但是每次数据的接收或发送都需要调用一次系统进程，这造成系统压力过大，网络数据收发性能低下的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种网络通信的方法，旨在解决在现有的网络数据收发技术直接在用户态调用系统进程，网络数据收发性能低下的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种网络通信的方法，在系统内核中创建一个网络数据收发线程和一个侦听接口，所述方法包括下述步骤：
将所述网络数据收发线程与所述侦听接口进行关联，并将所述侦听接口加入epoll队列；
所述侦听接口对epoll队列中的事件进行侦听，当侦听到需要收发数据的事件时，对不同的事件进行处理并通知与其关联的网络数据收发线程收发数据；
所述网络数据收发线程根据所述侦听接口的通知收发网络数据。
本发明实施例的另一目的在于提供一种网络通信的系统，所述系统的内核模块中包括：
侦听接口模块，用于与网络数据收发线程模块进行关联并加入epoll队列，侦听系统epoll队列中的事件，对不同的需要收发数据的事件进行处理，并通知网络数据收发线程收发模块数据；
网络数据收发线程模块，用于与所述侦听接口模块进行关联，根据所述侦听接口模块的通知收发网络数据。
本发明实施例，通过在系统内核中建立侦听接口，侦听系统epoll队列中的事件，并通知网络数据收发线程导出socket相关的函数符号表，再在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据，实现了一种在内核进程中侦听时间，在导出函数符号表后调用对应的系统标准调用收发数据的方法，避免了现有技术直接频繁使用标准系统调用，效率低下的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的网络通信方法的实现流程图；
图2是本发明实施例对不同网络数据处理方法的示意图；
图3是本发明实施例提供的KMQ示意图；
图4是本发明实施例提供的数据处理线程、数据收发线程、KMQ内存的关系示意图；
图5是本发明实施例提供的网络通信系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例，通过在系统内核中建立侦听接口，侦听系统epoll队列中的事件，并通知网络数据收发线程导出socket相关的函数符号表，再在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据，实现了一种在内核进程中侦听时间，在导出函数符号表后调用对应的系统标准调用收发数据的方法，避免了现有技术直接频繁使用标准系统调用，效率低下的问题。
实施例一：
图1示出了本发明实施例提供的网络通信方法的实现流程图，详述如下：
在步骤S101中，在系统内核中创建一个网络数据收发线程和一个侦听接口，将所述网络数据收发线程与所述侦听接口进行关联，并将所述侦听接口加入epoll队列。
在本发明实施例中，在系统内核中创建一个网络数据收发线程，该线程用于系统接收客户端通过网络发送的各种类型的数据，并将经过处理的数据返回给客户端。并在系统的内核中创建一个侦听接口，将该侦听接口与所述网络数据收发线程进行绑定，并将该侦听接口加入到epoll队列中，使该侦听接口在epoll队列中循环运行。
在步骤S102中，所述侦听接口对epoll队列中的事件进行侦听，当侦听到需要收发数据的事件时，对不同的事件进行处理并通知与其关联的网络数据收发线程收发数据。
在本发明实施例中，侦听接口将需要收发数据的事件分为：新连接事件、socket事件和KMQ事件三种，在这三种事件中：新连接事件是接收网络数据的事件，socket事件是接收网络数据的事件，KMQ事件则是向网络发送数据的事件。当该侦听接口侦听到epoll队列中有需要收发数据的事件时，判断所述事件的类型，通知与其关联的网络数据收发线程收发数据，对于不同的事件的处理方法具体为，如图2所示：
a、对于新连接事件，接收新连接事件，并将新连接事件的句柄放入epoll队列中，并通知网络数据收发线程接收数据；
b、对于socket事件，如果该socket事件可读，则通知网络数据收发线程接收数据，并将接收的数据放入KMQ；
c、对于KMQ事件，直接从KMQ中读取数据，并通知网络数据收发线程将读取的数据发送给客户端。如图3所示KMQ是数据读取线程与数据收发线程进行通信的通信通道。
对于KMQ事件，直接从KMQ中读取数据的步骤具体为：
数据读取线程通过mmap将KMQ事件的内存映射到所述数据读取线程的地址空间中。
当侦听接口侦听到KMQ事件时，所述数据读取线程通过所述地址空间访问KMQ事件的内存，并从所述内存中读取KMQ数据。
如图4所示为数据处理线程、数据收发线程、KMQ内存的关系图，因为KMQ事件创建于内核中，因此同样创建于内核中的数据收发线程可以直接访问看KMQ事件的内存，这样数据读取线程通过映射可以访问和数据收发线程同样的地址，实现了数据读取线程和数据收发线程的同步，当侦听接口侦听到KMQ事件时，数据读取线程即可访问所述地址读取KMQ数据，并将所述KMQ数据传输到数据收发线程发送所述KMQ数据。
在本发明实施例中，新连接事件与socket事件虽然同为接收网络数据的事件，但是socket事件分为可读与不可读事件，因此新连接事件与socket事件需要分开处理：对于可读socket事件通知网络数据收发线程接收数据，并将接收的数据放入KMQ，对于不可读socket事件，则直接结束该次网络数据接收。
在步骤S103中，所述网络数据收发线程根据所述侦听接口的通知收发网络数据。
在本发明实施例中，所述网络数据收发线程根据侦听接口的通知接收或者发送数据，其收发数据的方法具体为：首先在系统内核中导出i/o接口socket相关的函数符号表(如将sys_xxx的函数符号表导出，xxx为标准的系统调用)，并在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据。
本发明实施例，通过在系统内核中建立侦听接口，侦听系统epoll队列中的事件，并通知网络数据收发线程导出socket相关的函数符号表，再在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据，实现了一种在内核进程中侦听时间，在导出函数符号表后调用对应的系统标准调用收发数据的方法，避免了现有技术直接频繁使用标准系统调用，效率低下的问题。
实施例二：
如图5所示为本发明实施例提供的网络通信系统的结构图，为了便于说明仅示出与本发明实施例相关的部分，包括：
侦听接口模块21，用于与网络数据收发线程模块进行关联并加入epoll队列，侦听系统epoll队列中的事件，对不同的需要收发数据的事件进行处理，并通知网络数据收发线程模块收发数据。
网络数据收发线程模块22，用于与所述侦听接口模块21进行关联，根据所述侦听接口模块21的通知收发网络数据。
其中所述侦听接口21具体包括：
关联模块211，用于与所述网络数据收发线程模块22进行关联。
epoll队列侦听模块212，用于侦听系统epoll队列中的事件。
新连接事件处理模块213，用于接收新连接事件，将新连接事件的句柄放入epoll队列中，并通知网络数据收发线程模块接收数据。
socket事件处理模块214，用于通知网络数据收发线程模块接收可读socket事件的数据，并将接收的数据放入KMQ。
KMQ事件处理模块215，用于直接从KMQ中读取数据，并通知网络数据收发线程模块将读取的数据发送给客户端。
网络数据收发线程通知模块216，用于在所述epoll队列侦听模块212侦听到事件时通知网络数据收发线程模块收发数据。
其中所述KMQ事件处理模块215包括：
KMQ内存映射模块2151，用于数据读取线程将所述KMQ事件的内存映射到数据读取线程的地址空间。
KMQ数据读取模块2152，用于数据读取线程通过所述KMQ事件内存映射模块2151映射到数据读取线程的地址空间访问KMQ事件的内存，并从所述内存中读取KMQ数据。
其中所述网络数据收发线程模块22具体包括：
侦听接口通知接收模块221，用于接收侦听接口模块21发送的收发数据的通知。
网络数据收发模块222，用于在系统内核模块中导出socket相关的函数符号表，并在内核模块中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据。
本实施例提供的网络通信系统可以使用在前述对应的网络通信方法，详情参见上述网络通信方法实施例一的相关描述，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解为实施例二所述装置所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本发明实施例，通过在系统内核中建立侦听接口，侦听系统epoll队列中的事件，并通知网络数据收发线程导出socket相关的函数符号表，再在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据，实现了一种在内核进程中侦听时间，在导出函数符号表后调用对应的系统标准调用收发数据的方法，避免了现有技术直接频繁使用标准系统调用，效率低下的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种网络通信的方法，在系统内核中创建一个网络数据收发线程和一个侦听接口，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将所述网络数据收发线程与所述侦听接口进行关联，并将所述侦听接口加入epoll队列；
所述侦听接口对epoll队列中的事件进行侦听，当侦听到需要收发数据的事件时，对不同的事件进行处理并通知与其关联的网络数据收发线程收发数据；
所述网络数据收发线程根据所述侦听接口的通知收发网络数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对不同的事件进行处理并通知与其关联的网络数据收发线程收发数据包括：
对于新连接事件，接收新连接事件，并将新连接事件的句柄放入epoll队列中，并通知网络数据收发线程接收数据；
对于socket事件，如果该socket事件可读，则通知网络数据收发线程接收可读socket事件的数据，并将接收的数据放入KMQ；
对于KMQ事件，直接从KMQ中读取数据，并通知网络数据收发线程将读取的数据发送给客户端。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述直接从KMQ中读取数据的步骤为：
数据读取线程通过mmap将KMQ事件的内存映射到所述数据读取线程的地址空间中；
当侦听接口侦听到KMQ事件时，所述数据读取线程通过所述地址空间访问KMQ事件的内存，并从所述内存中读取KMQ数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所述网络数据收发线程根据所述侦听接口的通知收发数据包括：
在系统内核中导出socket相关的函数符号表，并在内核中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据。
5.一种网络通信的系统，其特征在于，所述系统的内核模块中包括：
侦听接口模块，用于与网络数据收发线程模块进行关联并加入epoll队列，侦听系统epoll队列中的事件，对不同的需要收发数据的事件进行处理，并通知网络数据收发线程模块收发数据；
网络数据收发线程模块，用于与所述侦听接口模块进行关联，根据所述侦听接口模块的通知收发网络数据。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述侦听接口模块包括：
关联模块，用于与所述网络数据收发线程模块进行关联；
epoll队列侦听模块，用于侦听系统epoll队列中的事件；
新连接事件处理模块，用于接收新连接事件，将新连接事件的句柄放入epoll队列中，并通知网络数据收发线程模块接收数据；
socket事件处理模块，用于通知网络数据收发线程模块接收可读socket事件的数据，并将接收的数据放入KMQ；
KMQ事件处理模块，用于直接从KMQ中读取数据，并通知网络数据收发线程模块将读取的数据发送给客户端；
网络数据收发线程通知模块，用于在所述epoll队列侦听模块侦听到事件时通知网络数据收发线程模块收发数据。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述KMQ事件处理模块包括：
KMQ事件内存映射模块，用于数据读取线程将所述KMQ事件的内存映射到数据读取线程的地址空间；
KMQ数据读取模块，用于数据读取线程通过所述KMQ事件内存映射模块映射到数据读取线程的地址空间访问KMQ事件的内存，并从所述内存中读取KMQ数据。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述网络数据收发线程模块包括：
侦听接口通知接收模块，用于接收侦听接口模块发送的收发数据的通知；
网络数据收发模块，用于在系统内核模块中导出socket相关的函数符号表，并在内核模块中使用该函数符号表对应的标准系统调用来收发数据。
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