支持插件的消息中间件【msg broker with plugin】 知然 博客园(插件不支持是什么意思)

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支持插件的消息中间件

msg broker with plugin

Msg Broker概念：

msg broker是实现application 之间互通讯的组件。通常为实现application之间的解耦，消息都是通过msg broker完成转发。application只需知道其他applicatipn的逻辑名称，而不需要知道对方的具体位置。Broker中维护一个查找表，记录着哪个application注册在此逻辑名称之下，所以消息总是会被正确的投递到目的地。

msg broker不限于1-1的转发，也支持1-N的模式。其主要功能有：

实现多个application的互通讯，而隐藏彼此的位置实现消息个格式的转换，如json to bin安全控制，msg broker可以再转发消息前进行一定程度的安全验证增大系统的可伸缩性，由于application通讯的目标变成了逻辑结点，而该逻辑结点可以对应多个物理结点，理论上可以动态的增加物理结点，来扩展该逻辑结点的吞吐量。msg broker可以用来集成服务，并且可以暴楼服务的部分接口msg broker 具有的缺点是：增加了复杂性，多了一层转发可维护性降低，需要理清msg broker和各个application和服务的关系。降低性能，主要是实时性能下降了，消息需要多转发一边，单次请求的延时大大增加了。当前流行的Broker的特点和缺点：

Msg Broker的结构：

流行的Broker中间件介绍：RabbitMQ

项目地址：http://www.rabbitmq.com/

RabbitMQ是由Erlang开发的以高效、健壮以及高度伸缩性的消息服务器。其所包含的概念有Producer、Consumer、Exchange、Queue。RabbitMQ基于QMQP协议，支持的语言也非常丰富，文档也非常清晰。使用RabbitMQ可以实现订阅发布模型、RPC模型、路由模型等，参见RabbitMQ的例子：http://www.rabbitmq.com/getstarted.html。

但是它有如下局限性：

RabbitMQ 没有针对连接做控制，它是为高效而生，它对外来的请求是信任的，不存在安全验证，如任何一个client都可以创建消息队列，所以RabbitMQ一定是放在内网的。使用RabbitMQ ，我们是通过Client远程操作RabbitMQ，不能定制RabbitMQ的功能。ZeroMQ

项目地址：http://www.zeromq.org/

ZeroMQ是一个Socket封装库，号称是最快的消息内核。ZeroMQ可以支持TCP、UDP、IPC等多种通讯协议。ZeroMQ可以实现的通讯模型就更多了，几乎涵盖了消息通讯的所有模式，参见官网介绍http://www.zeromq.org/intro:read-the-manual 。

其局限性为：

ZeroMQ虽然封装了消息传输的复杂性，但是它也隐藏了连接的建立、断开等过程。ZeroMQ传输消息更像是udp数据报，使用者不能知道对方何时连接建立、何时连接断开。我们需要一个不一样的Broker应用场景介绍

在网络游戏中，cliet和服务器是通过tcp长连接的。相对于HTTP+WebServer的不同在于：

client连接到服务器，需要进行身份验证，通常是client第一个消息包含身份验证数据如用户名密码等，而验证通过后该连接为可信任连接。client 任意时间都可以向服务器发送请求，而不需要服务器立即返回，同样，服务器是在任意时间（当然会有实时性等约束）都可以像client推送消息。client断开连接时，服务器必须捕获该事件，以便完成一些数据清理操作。client对应的一般是个集群，但是client无从得知细节，因为它只连接最外层的一个，给他取个名字“MsgBroker”。Msg Broker 不许有一定的安全控制，如心跳、网络包频率限制等，防范某些可能的攻击。Msg Broker需要高度可定制。不同的游戏主要是逻辑不同，而MsgBroker大多大同小异。当然MsgBroker总是会根据需求稍作修改。Msg Broker 主要瓶颈是IO操作，因为它涉及大量的网络连接、断开、心跳、广播消息等。而它具有的领域逻辑则非常非常少。所以Msg Broker的逻辑可以使用动态脚本实现，其实时性、效率都能满足要求。需要的broker具有的功能：能够捕获client连接事件能够捕获client断开事件具有网络心跳功能方便的消息发送接口broker可以以client的角色连接到其他Server，因为从其他逻辑角度看，Broker可能是其他服务的使用者。Broker 提供消息收发框架，逻辑层通过插件实现。实现插件的方式有

动态链接库，可以将逻辑层封装到so链接库中python脚本，逻辑层可以有python脚本实现，Broker封装了载入python、调用python，封装消息发送接口到PyhtonLua脚本，逻辑层也可以又Lua脚本实现，Broker封装了载入lua、调用lua、封装消息接口给lua。Msg Broker 结构图

Msg Broker 的安装使用：安装依赖库：

由于msg broker支持Python和lua作为插件，那么必须确保linux下安装了相应的头文件。示例中的插件均只实现了echo功能。

确保Linux系统安装了Python，推荐python2.6确保安装了Python-devel，如果是centos，直接yum即可。确保安装了Lua-5.1.4, 其他版本没有测试过下载Msg Broker最新源码，目前处于0.1版本

svn co https://ffown.googlecode.com/svn/trunk/

编译源码：

cd trunk/example/plugin_msg_broker/make编译动态连接库插件

cd plugin/plugin_echo_dll/sh gen_dll.sh运行示例插件：运行动态链接库

./msg_broker_server 127.0.0.1 10241 plugin/plugin_echo_dll/libechoso另开终端，telent 127.0.01 10241, 收入5 回车，再输入5个字符，通讯协议是body长度加回车加body，如图：

运行Python 脚本示例程序

./msg_broker_server 127.0.0.1 10241 plugin/plugin_echo_py/echo.py同样使用telnet 测试echo功能运行Lua脚本示例程序

./msg_broker_server 127.0.0.1 10241 plugin/plugin_echo_lua/lua.py同样使用telnet 测试echo功能插件层设计分析：插件接口：#ifndef _PLUGIN_H_#define _PLUGIN_H_#include "channel.h"#include "message.h"class plugin_i{public: virtual ~plugin_i(){} virtual int start() = 0; virtual int stop() = 0; virtual int handle_broken(channel_ptr_t channel_) = 0; virtual int handle_msg(const message_t& msg_, channel_ptr_t channel_) = 0;};typedef plugin_i* plugin_ptr_t;typedef int (*handle_channel_msg_func_t)(const message_t& msg_, channel_ptr_t);typedef int (*handle_channel_broken_func_t)(channel_ptr_t);#define HANDLE_CHANNEL_MSG "handle_channel_msg"#define HANDLE_CHANNEL_BROKEN "handle_channel_broken"#endif

各个接口作用如下：

start 实现插件载入，环境初始化stop实现优雅的退出handle msg 为消息到来通知handle_broken 为对方连接关闭Channel 设计

channel 用来表示一个连接，可以理解成socket的抽象，也可直接理解成远程client。

#ifndef _CHANNEL_H_#define _CHANNEL_H_#include "socket_i.h"class channel_t{public: channel_t(socket_ptr_t sock_); ~channel_t(); void set_data(void* p); void* get_data() const; template<typename T> T* get_data() const { return (T*)this->get_data(); } void async_send(const string& buff_); void close();private: socket_ptr_t m_socket; void* m_data;};typedef channel_t* channel_ptr_t;#endif各个接口作用如下：构造，channel必须绑定一个socketset_data get_data用来操作channel私有数据，如我们可以在channel私有数据中存放该channel对应的uid，这样每个channel之需验证一次，以后自然知道到来的消息属于哪个channel。async_send 异步发送消息close 关闭连接动态链接库插件:流程如下：载入动态库获取动态库的接口，记录函数指针地址若有msg到来，调用动态链接库的handle_msg若连接关闭，调用动态链接库的handl_brokenint plugin_dll_t::start(){ m_dll_handler = ::dlopen(m_dll_name.c_str(), RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL); if (NULL == m_dll_handler) { logerror((PLUGIN_IMPL, "plugin_dll_t::start dlopen failed:<%s>", dlerror())); return -1; } m_msg_cb = (handle_channel_msg_func_t)::dlsym(m_dll_handler, HANDLE_CHANNEL_MSG); m_broken_cb = (handle_channel_broken_func_t)::dlsym(m_dll_handler, HANDLE_CHANNEL_BROKEN); if (NULL == m_msg_cb) { logerror((PLUGIN_IMPL, "plugin_dll_t::start dlopen failed:<%s> not exist", HANDLE_CHANNEL_MSG)); return -1; } if (NULL == m_broken_cb) { logerror((PLUGIN_IMPL, "plugin_dll_t::start dlopen failed:<%s> not exist", HANDLE_CHANNEL_BROKEN)); return -1; } return 0;}int plugin_dll_t::stop(){ ::dlclose(m_dll_handler); return 0;}int plugin_dll_t::handle_broken(channel_ptr_t channel_){ return m_broken_cb(channel_);}int plugin_dll_t::handle_msg(const message_t& msg_, channel_ptr_t channel_){ return m_msg_cb(msg_, channel_);}Python 插件其工作流程如下：初始化Python解释权，将封装的发送消息接口注册到Python虚拟机中设置PythonPath载入python文件若msg到来，调用python全局函数handle_msg若channel断开，调用Python 全局handle_broken 函数#include "plugin_impl/plugin_python.h"#include "plugin_impl/pyext.h"#include "log_module.h"plugin_python_t::plugin_python_t(const string& name_): m_py_mod(NULL){ string pythonpath = "./"; int pos = name_.find_last_of('/'); if (-1 == pos) { m_py_name = name_; } else { m_py_name = name_.substr(pos+1); pythonpath = name_.substr(0, pos+1); } pos = m_py_name.find_first_of('.'); m_py_name = m_py_name.substr(0, pos); Py_InitializeEx(0); Py_SetPythonHome((char*)pythonpath.c_str()); initpyext(this); PyRun_SimpleString("import channel;import sys;sys.path.append('./plugin/plugin_echo_py/')");}plugin_python_t::~plugin_python_t(){ Py_Finalize();}int plugin_python_t::start(){ if(load_py_mod()) { return -1; } return 0;}int plugin_python_t::stop(){ return 0;}int plugin_python_t::load_py_mod(){ PyObject *pName, *pModule; pName = PyString_FromString(m_py_name.c_str()); pModule = PyImport_Import(pName); if (!pModule ) { Py_DECREF(pName); logerror((PLUGIN_IMPL, "can't find %s.py\n", m_py_name.c_str())); if (PyErr_Occurred()) { PyErr_Print(); PyErr_Clear(); return -1; } return -1; } m_py_mod = PyModule_GetDict(pModule); Py_DECREF(pName); Py_DECREF(pModule); return 0;}int plugin_python_t::handle_broken(channel_ptr_t channel_){ m_channel_mgr.erase(long(channel_)); delete channel_; return call_py_handle_broken(long(channel_));}int plugin_python_t::handle_msg(const message_t& msg_, channel_ptr_t channel_){ m_channel_mgr.insert(make_pair((long)channel_, channel_)); return call_py_handle_msg((long)channel_, msg_.get_body().c_str());}int plugin_python_t::call_py_handle_msg(long val, const char* msg){ PyObject *pDict = m_py_mod; const char* func_name = "handle_msg"; PyObject *pFunc, *arglist, *pRetVal; pFunc = PyDict_GetItemString(pDict, func_name); if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)) { logerror((PLUGIN_IMPL, "can't find function [%s]\n", func_name)); return -1; } arglist = Py_BuildValue("ls", val, msg); pRetVal = PyObject_CallObject(pFunc, arglist); Py_DECREF(arglist); if (pRetVal) { Py_DECREF(pRetVal); } if (PyErr_Occurred()) { PyErr_Print(); PyErr_Clear(); return -1; } return 0;}int plugin_python_t::call_py_handle_broken(long val){ PyObject *pDict = m_py_mod; const char* func_name = "handle_broken"; PyObject *pFunc, *arglist, *pRetVal; pFunc = PyDict_GetItemString(pDict, func_name); if (!pFunc || !PyCallable_Check(pFunc)) { logerror((PLUGIN_IMPL, "can't find function [%s]\n", func_name)); return -1; } arglist = Py_BuildValue("l", val); pRetVal = PyObject_CallObject(pFunc, arglist); Py_DECREF(arglist); if (pRetVal) { Py_DECREF(pRetVal); } if (PyErr_Occurred()) { PyErr_Print(); PyErr_Clear(); return -1; } return 0;}channel_ptr_t plugin_python_t::get_channel(long p){ map<long, channel_ptr_t>::iterator it = m_channel_mgr.find(p); if (it != m_channel_mgr.end()) { return it->second; } return NULL;}Lua 插件:工作流程如下：初始化lua虚拟机注册发送消息接口给lua载入Lua脚本有msg到来，调用lua的hanle_msg接口有channel断开，调用lua的handle_broken接口static plugin_lua_t* g_plugin_lua_obj = NULL;static int channel_send_msg(lua_State* ls_){ long ptr = (long)luaL_checknumber(ls_, 1); size_t len = 0; const char* msg = luaL_checklstring(ls_, 2, &len); channel_ptr_t c = g_plugin_lua_obj->get_channel(ptr); if (c) { c->async_send(msg); } return 0;}plugin_lua_t::plugin_lua_t(const string& name_): m_ls(NULL){ g_plugin_lua_obj = this; string luapath = "./"; int pos = name_.find_last_of('/'); if (-1 == pos) { m_lua_name = name_; } else { m_lua_name = name_.substr(pos+1); luapath = name_.substr(0, pos+1); } pos = m_lua_name.find_first_of('.'); m_lua_name = m_lua_name.substr(0, pos); m_ls = lua_open(); lua_checkstack(m_ls, 20); lua_pushcfunction(m_ls, channel_send_msg); lua_setglobal(m_ls, "_tmp_func_"); luaL_dostring(m_ls, "channel = {} channel.send = _tmp_func_ _tmp_func_ = nil"); string lua_str = "package.path = package.path .. \"" + luapath + "?.lua\""; luaL_openlibs(m_ls); if (luaL_dostring(m_ls, lua_str.c_str())) { lua_pop(m_ls, 1); } m_lua_name = name_;}plugin_lua_t::~plugin_lua_t(){}int plugin_lua_t::start(){ if (load_lua_mod()) { logerror((PLUGIN_IMPL, "can't find %s.lua\n", m_lua_name.c_str())); return -1; } return 0;}int plugin_lua_t::stop(){ return 0;}int plugin_lua_t::handle_broken(channel_ptr_t channel_){ m_channel_mgr.erase(long(channel_)); delete channel_; return call_lua_handle_broken(long(channel_));}int plugin_lua_t::handle_msg(const message_t& msg_, channel_ptr_t channel_){ m_channel_mgr.insert(make_pair((long)channel_, channel_)); return call_lua_handle_msg((long)channel_, msg_.get_body());}int plugin_lua_t::load_lua_mod(){ if (luaL_dofile(m_ls, m_lua_name.c_str())) { lua_pop(m_ls, 1); return -1; } return 0;}int plugin_lua_t::call_lua_handle_msg(long val, const string& msg){ lua_checkstack(m_ls, 20); lua_getglobal(m_ls, "handle_msg"); lua_pushnumber(m_ls, val); lua_pushlstring(m_ls, msg.c_str(), msg.size()); if (lua_pcall(m_ls, 2, 0, 0) != 0) { lua_pop(m_ls, 1); return -1; } return 0;}int plugin_lua_t::call_lua_handle_broken(long val){ lua_checkstack(m_ls, 20); lua_getglobal(m_ls, "handle_broken"); lua_pushnumber(m_ls, val); if (lua_pcall(m_ls, 1, 0, 0) != 0) { lua_pop(m_ls, 1); return -1; } return 0;}channel_ptr_t plugin_lua_t::get_channel(long p){ map<long, channel_ptr_t>::iterator it = m_channel_mgr.find(p); if (it != m_channel_mgr.end()) { return it->second; } return NULL;}msg_broker 待完善的地方：心跳层还未加入插件层报错不够友好Python 中封装的channel使用long型，调用send接口时需要从long转化到channel，需要优化一下，直接封装一个channel对象到PythonLua中channel的封装暂时也是使用long来表示，具有和上面一样的性能损耗问题