1.4.C++项目：仿muduo库实现并发服务器之buffer模块的设计

项目完整版在：

一、buffer模块： 缓冲区模块

Buffer模块是一个缓冲区模块，用于实现通信中用户态的接收缓冲区和发送缓冲区功能。

二、提供的功能

存储数据，取出数据

三、实现思想

1.实现换出去得有一块内存空间，采用vector ,vector底层是一个线性的内存空间！

（一）要素

1.默认空间大小
2.当前的读取数据位置！
3.当前的写入数据位置！

（二）操作

1. 写入位置
   当前写入位置指向哪里，从哪里开始写入
   如果后续剩余空间不够了！
2. 考虑整体缓冲区空闲空间是否足够！（因为读位置也会向后偏移，前后有可能有空闲空间）
   足够：将数据移动到起始位置
   不够：扩容，从当前写位置开始扩容足够大小！
   数据一旦写入成功，当前写位置，向后偏移！
3. 读取数据
   当前的读取位置指向哪里，就从哪里开始读取，前提是有数据可读
   可读数据大小：当前写入位置，减去当前读取位置！

（三）框架设计

class buffer {
    private:
        std::vector<char> _buffer;
        // 位置是一个相对偏移量，而不是绝对地址！
        uint64_t _read_idx; // 读位置
        uint64_t _write_idx; // 写位置
    public:
        1. 获取当前写的位置
        2. 确保可写空间足够
        3. 获取前沿空间大小
        4. 获取后沿空间大小
        5. 将写入据位置向后移动指定长度
        6. 获取当前读取位置的地址！
        7. 获取可读空间大小
        8. 将读位置向后移动指定长度！
        9. clear
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四、实现代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;
#define BUFFER_SIZE 1024
class Buffer {
    private:
        std::vector<char> _buffer; // 使用vector进行内存空间管理
        uint64_t _read_idx; // 读偏移
        uint64_t _write_idx; // 写偏移
    public:
        Buffer():_read_idx(0),_write_idx(0),_buffer(BUFFER_SIZE) {}
        char* begin() {return &*_buffer.begin();}
        // 获取当前写入起始地址
        char *writePosition() { return begin() + _write_idx;}
        // 获取当前读取起始地址
        char *readPosition() { return begin() + _read_idx; }
        // 获取缓冲区末尾空间大小 —— 写偏移之后的空闲空间，总体大小减去写偏移
        uint64_t tailIdleSize() {return _buffer.size() - _write_idx; }
        // 获取缓冲区起始空间大小 —— 读偏移之前的空闲空间
        uint64_t handIdleSize() {return _read_idx ;}
        // 获取可读空间大小 = 写偏移 - 读偏移 
        uint64_t readAbleSize() {return _write_idx - _read_idx ;} 
        // 将读偏移向后移动
        void moveReadOffset(uint64_t len) { 
          // 向后移动大小必须小于可读数据大小
              assert(len <= readAbleSize());
              _read_idx += len; 
          }
        // 将写偏移向后移动
        void moveWriteOffset(uint64_t len) { 
              assert(len <= tailIdleSize());
              _write_idx += len;
        }
        void ensureWriteSpace(uint64_t len)  {
          // 确保可写空间足够 （整体空间够了就移动数据，否则就扩容！）  
            if (tailIdleSize() >= len) return;
            // 不够的话 ，判断加上起始位置够不够,够了将数据移动到起始位置
            if (len <= tailIdleSize() + handIdleSize()) {
                uint64_t rsz = readAbleSize(); //帮当前数据大小先保存起来
                std::copy(readPosition(),readPosition() + rsz,begin()); // 把可读数据拷贝到起始位置
                _read_idx = 0; // 读归为0
                _write_idx = rsz; // 可读数据大小是写的偏移量！
            }
            else { // 总体空间不够！需要扩容，不移动数据，直接给写偏移之后扩容足够空间即可！
                _buffer.resize(_write_idx + len);

            }
        }
        // 写入数据
        void Write(const void *data,uint64_t len) {
        
                ensureWriteSpace(len);
                const char *d = (const char*) data;
                std::copy(d,d + len,writePosition());
        }
        void WriteAndPush(void* data,uint64_t len) {
                Write(data,len);
                moveWriteOffset(len);
        }
         void WriteStringAndPush(const std::string &data) {
            writeString(data);
           
            moveWriteOffset(data.size());
           
        }
        void writeString(const std::string &data) {
                return Write(data.c_str(),data.size());
        }
        void writeBuffer(Buffer &data) {
                return Write(data.readPosition(),data.readAbleSize());
        }
        void writeBufferAndPush(Buffer &data) {
                writeBuffer(data);
                moveWriteOffset(data.readAbleSize());
                
        }
        std::string readAsString (uint64_t len) {
                assert(len <= readAbleSize());
                std::string str;
                str.resize(len);
                Read(&str[0],len);
                return str;
        }
        void Read(void *buf,uint64_t len) {
                // 读取数据 1. 保证足够的空间 2.拷贝数据进去
                // 要求获取的大小必须小于可读数据大小！
                assert(len <= readAbleSize());
                std::copy(readPosition(),readPosition() + len,(char*)buf);
        }
        void readAndPop(void *buf,uint64_t len) {
                Read(buf,len);
                moveReadOffset(len);
        }
        // 逐步调试！！！！！
        std::string ReadAsStringAndPop(uint64_t len) {
            assert(len <= readAbleSize());
            std::string str = readAsString(len);
            moveReadOffset(len);
            return str;
        }
        char* FindCRLF() {
                char *res = (char*)memchr(readPosition(),'\n',readAbleSize());
                return res;
        }
        // 通常获取一行数据，这种情况针对是：
        std::string getLine() {
                char* pos = FindCRLF();
                if (pos == NULL) {
                    return "";
                }
                // +1 为了把换行数据取出来！
                return readAsString(pos - readPosition() + 1);
        }
        std::string getLineAndPop() {
                std::string str = getLine();
                moveReadOffset(str.size());
                return str;
        }
        void Clear() { // 清空缓冲区！clear
                // 只需要将偏移量归0即可！
                _read_idx = 0;
                _write_idx = 0;
        }
};
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五、进行测试

#include "server.hpp"
using namespace std;
// 控制打印信息！！！
#define INF 0
#define DBG 1
#define ERR 2
#define LOG_LEVEL INF
    #define LOG(level,format,...) do{\
    if (level < LOG_LEVEL) break;\
    time_t t = time(NULL);\
    struct tm *ltm = localtime(&t);\
    char tmp[23] = {0};\
    strftime(tmp,31,"%H:%M:%S",ltm);\
    fprintf(stdout,"[%s,%s:%d] " format "\n",tmp,__FILE__,__LINE__,##__VA_ARGS__);\
}while(0)

#define INF_LOG(format, ...) LOG(INF, format, ##__VA_ARGS__)
#define DBG_LOG(format, ...) LOG(DBG, format, ##__VA_ARGS__)
#define ERR_LOG(format, ...) LOG(ERR, format, ##__VA_ARGS__)

int main() {
    Buffer buf;
    std::string str = "hello!";
    // buf.WriteStringAndPush(str);
    // Buffer buf1;
    // buf1.writeBufferAndPush(buf);
    // std::string tmp;
    // tmp = buf1.ReadAsStringAndPop(buf.readAbleSize());
    // cout << tmp << endl;
    // cout << buf.readAbleSize() << endl;
    // cout << buf1.readAbleSize() << endl;
    for (int i = 0; i < 300; i ++) {
        std::string str = "hello" + std::to_string(i) + '\n';
        buf.WriteStringAndPush(str);
    }
    while(buf.readAbleSize() > 0) {
        string line = buf.getLineAndPop();
        LOG("hello");  
    }
    // string tmp;
    // tmp = buf.ReadAsStringAndPop(buf.readAbleSize());
    // cout << tmp << endl;
    
    return 0;
}
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中秋快乐！