在开始之前先回顾一下用Linux提供的基本的API函数来实现tcp服务器的流程:

1.调用socket得到一个文件描述符；

2.调用bind绑定IP和端口(在绑定之前需要填充一个struct sockaddr_in结构体)；

3.调用accept接受连接请求；

4.调用read/write来收发数据。

其中，accept、read在默认情况下还是阻塞的，我们还可能需要调用用select, poll, epoll来对多个客户端进行处理。想一想，这一套下来其实蛮复杂的。

libuv对tcp提供的API与标准的linux提供的API相比，更为简单。仅仅需要调用几个API函数，完成几个回调函数的编写，便可编写出一个性能强大、运行可靠的TCP服务器。

libuv对TCP消息的处理，同样是基于stream的。

下面进入正题，开始介绍如何利用libuv编写一个tcp服务器。先介绍一下基本流程:

1.uv_tcp_init建立tcp句柄

2.uv_tcp_bind绑定

3.uv_listen建立监听，当有新的连接到来时，激活调用回调函数

4.uv_accept接收链接

5.使用stream操作来和客户端通信

1.API函数介绍

由于tcp服务器与客户端之间的数据交互依赖于stream，如果不了解的话可以看这里，在本文中不再进行介绍。

1.1.初始化TCP服务器对象

int uv_tcp_init(uv_loop_t, uv_tcp_t handle);

uv_tcp_t server;uv_tcp_init(loop,&server);

1.2.填充struct sockaddr_in结构体

int uv_ip4_addr(const char* ip, int port, struct sockaddr_in* addr);

参数1：本机IP

参数2：端口号

参数3：待填充的结构体的地址

struct sockaddr_in addr;uv_ip4_addr("0.0.0.0",7000,&addr);

1.3.绑定IP和端口

int uv_tcp_bind(uv_tcp_t* handle,const struct sockaddr* addr,unsigned int flags);

参数1：tcp服务器对象

参数2：指向sockaddr_in结构体

参数3：一般写0。在使用IPv6时，此参数可写为UV_TCP_IPV6ONLY

uv_tcp_bind(&server,(const struct sockaddr*)&addr,0);

1.4.建立监听

int uv_listen(uv_stream_t* stream, int backlog, uv_connection_cb cb);

参数1：要监听的对象

参数2：最大长度的待处理的请求连接队列。

参数3：回调函数，在回调函数内进行uv_accept、uv_read_start操作。

int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);
 
if(r)
{
    fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
    return 1;
}

2.uv_listen的回调函数介绍

void (uv_connection_cb)(uv_stream_t server, int status);

server:服务器对象

status:状态，status小于0，则代表连接失败

void on_new_connection(uv_stream_t* server,int status)
{
    if(status < 0)
    {
        fprintf(stderr,"New connection error %s\n",uv_strerror(status));
 
 
        return;
    }
 
    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *)malloc(sizeof(uv_tcp_t));
 
    uv_tcp_init(loop,client);
 
    //判断accept是否成功
    if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client) == 0)
    {
        uv_read_start((uv_stream_t*)client,alloc_buffer,echo_read);
    }
    else 
    {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }
}

3.完整代码

#include <stdio.h>
#include <uv.h>
#include <stdlib.h>
 
uv_loop_t *loop;
#define DEFAULT_PORT 7000
 
//连接队列最大长度
#define DEFAULT_BACKLOG 128
 
typedef struct{
    uv_write_t req;
    uv_buf_t buf;
}write_req_t;
 
//负责为新来的消息申请空间
void alloc_buffer(uv_handle_t* handle,size_t suggested_size,uv_buf_t* buf)
{
    buf->len = suggested_size;
    buf->base = (char *)malloc(suggested_size);
}
 
void on_close(uv_handle_t* handle)
{
    if(handle != NULL)
        free(handle);
}
 
void free_write_req(uv_write_t *req)
{
    write_req_t *wr = (write_req_t*)req;
 
    free(wr->buf.base);
    free(wr);
}
 
void echo_write(uv_write_t* req, int status)
{
    if(status)
    {
        fprintf(stderr, "Write error %s\n", uv_strerror(status));
    }
 
    free_write_req(req);
}
 
//负责处理新来的消
void echo_read(uv_stream_t* client,ssize_t nread,const uv_buf_t* buf)
{
    if(nread > 0)
    {
        buf->base[nread] = 0;
        fprintf(stdout,"recv:%s",buf->base);
 
        write_req_t *req = (write_req_t *)malloc(sizeof(write_req_t));
        req->buf = uv_buf_init(buf->base,nread);
 
        uv_write((uv_write_t *)req,client,&req->buf,1,echo_write);
 
        return;
    }
    else if(nread < 0)
    {
        if(nread != UV_EOF)
        {
            fprintf(stderr,"Read error %s\n",uv_err_name(nread));
        }
        else
        {
            fprintf(stderr,"client disconnect\n");
        }
        uv_close((uv_handle_t*)client,on_close);
    }
 
    if(buf->base != NULL)
    {
        free(buf->base);
    }
}
 
void on_new_connection(uv_stream_t* server,int status)
{
    if(status < 0)
    {
        fprintf(stderr,"New connection error %s\n",uv_strerror(status));
 
 
        return;
    }
 
    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t *)malloc(sizeof(uv_tcp_t));
 
    uv_tcp_init(loop,client);
 
    //判断accept是否成功
    if(uv_accept(server,(uv_stream_t*)client) == 0)
    {
        uv_read_start((uv_stream_t*)client,alloc_buffer,echo_read);
    }
    else 
    {
        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
    }
}
 
int main(int argc,char **argv)
{
    loop = uv_default_loop();
 
    uv_tcp_t server;
    uv_tcp_init(loop,&server);
 
    struct sockaddr_in addr;
 
    uv_ip4_addr("0.0.0.0",DEFAULT_PORT,&addr);
 
    uv_tcp_bind(&server,(const struct sockaddr*)&addr,0);
 
    int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server,DEFAULT_BACKLOG,on_new_connection);
 
    if(r)
    {
        fprintf(stderr, "Listen error %s\n", uv_strerror(r));
        return 1;
    }
 
    return uv_run(loop,UV_RUN_DEFAULT);
}

此代码实现了一个echo服务器，支持多客户端连接。需要说明的是，当客户端发起四次挥手断开连接时，服务器端会触发echo_read回调函数。在回调函数内部需要根据nread判断当前状态，如果nread小于0，并且nread等于UV_EOF,则代表客户端断开连接。此时对客户端对象进行close操作即可。