zeroMQ初体验-33.发布/订阅模式进阶-克隆模式-中

临时缓存
现实中，比如DNS服务器，可以算是一个典型案例。临时存储一个节点，如果节点小时，那么该存储也会随之灰飞，所以，"过期"也是一个靠谱的需求。
由于有新的需求提出，我们的key-value库也得做些相应的改动：

/*  =====================================================================
    kvmsg - key-value message class for example applications

    ---------------------------------------------------------------------
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    =====================================================================
*/

#include "kvmsg.h"
#include <uuid/uuid.h>
#include "zlist.h"

//  Keys are short strings
#define KVMSG_KEY_MAX   255

//  Message is formatted on wire as 4 frames:
//  frame 0: key (0MQ string)
//  frame 1: sequence (8 bytes, network order)
//  frame 2: uuid (blob, 16 bytes)
//  frame 3: properties (0MQ string)
//  frame 4: body (blob)
#define FRAME_KEY       0
#define FRAME_SEQ       1
#define FRAME_UUID      2
#define FRAME_PROPS     3
#define FRAME_BODY      4
#define KVMSG_FRAMES    5

//  Structure of our class
struct _kvmsg {
    //  Presence indicators for each frame
    int present [KVMSG_FRAMES];
    //  Corresponding 0MQ message frames, if any
    zmq_msg_t frame [KVMSG_FRAMES];
    //  Key, copied into safe C string
    char key [KVMSG_KEY_MAX + 1];
    //  List of properties, as name=value strings
    zlist_t *props;
    size_t props_size;
};

//  Serialize list of properties to a message frame
static void
s_encode_props (kvmsg_t *self)
{
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_PROPS];
    if (self->present [FRAME_PROPS])
        zmq_msg_close (msg);

    zmq_msg_init_size (msg, self->props_size);
    char *prop = zlist_first (self->props);
    char *dest = (char *) zmq_msg_data (msg);
    while (prop) {
        strcpy (dest, prop);
        dest += strlen (prop);
        *dest++ = '\n';
        prop = zlist_next (self->props);
    }
    self->present [FRAME_PROPS] = 1;
}

//  Rebuild properties list from message frame
static void
s_decode_props (kvmsg_t *self)
{
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_PROPS];
    self->props_size = 0;
    while (zlist_size (self->props))
        free (zlist_pop (self->props));

    size_t remainder = zmq_msg_size (msg);
    char *prop = (char *) zmq_msg_data (msg);
    char *eoln = memchr (prop, '\n', remainder);
    while (eoln) {
        *eoln = 0;
        zlist_append (self->props, strdup (prop));
        self->props_size += strlen (prop) + 1;
        remainder -= strlen (prop) + 1;
        prop = eoln + 1;
        eoln = memchr (prop, '\n', remainder);
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Constructor, sets sequence as provided

kvmsg_t *
kvmsg_new (int64_t sequence)
{
    kvmsg_t
        *self;

    self = (kvmsg_t *) zmalloc (sizeof (kvmsg_t));
    self->props = zlist_new ();
    kvmsg_set_sequence (self, sequence);
    return self;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Destructor

//  Free shim, compatible with zhash_free_fn
void
kvmsg_free (void *ptr)
{
    if (ptr) {
        kvmsg_t *self = (kvmsg_t *) ptr;
        //  Destroy message frames if any
        int frame_nbr;
        for (frame_nbr = 0; frame_nbr < KVMSG_FRAMES; frame_nbr++)
            if (self->present [frame_nbr])
                zmq_msg_close (&self->frame [frame_nbr]);

        //  Destroy property list
        while (zlist_size (self->props))
            free (zlist_pop (self->props));
        zlist_destroy (&self->props);

        //  Free object itself
        free (self);
    }
}

void
kvmsg_destroy (kvmsg_t **self_p)
{
    assert (self_p);
    if (*self_p) {
        kvmsg_free (*self_p);
        *self_p = NULL;
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Create duplicate of kvmsg

kvmsg_t *
kvmsg_dup (kvmsg_t *self)
{
    kvmsg_t *kvmsg = kvmsg_new (0);
    int frame_nbr;
    for (frame_nbr = 0; frame_nbr < KVMSG_FRAMES; frame_nbr++) {
        if (self->present [frame_nbr]) {
            zmq_msg_t *src = &self->frame [frame_nbr];
            zmq_msg_t *dst = &kvmsg->frame [frame_nbr];
            zmq_msg_init_size (dst, zmq_msg_size (src));
            memcpy (zmq_msg_data (dst),
                    zmq_msg_data (src), zmq_msg_size (src));
            kvmsg->present [frame_nbr] = 1;
        }
    }
    kvmsg->props = zlist_copy (self->props);
    return kvmsg;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Reads key-value message from socket, returns new kvmsg instance.

kvmsg_t *
kvmsg_recv (void *socket)
{
    assert (socket);
    kvmsg_t *self = kvmsg_new (0);

    //  Read all frames off the wire, reject if bogus
    int frame_nbr;
    for (frame_nbr = 0; frame_nbr < KVMSG_FRAMES; frame_nbr++) {
        if (self->present [frame_nbr])
            zmq_msg_close (&self->frame [frame_nbr]);
        zmq_msg_init (&self->frame [frame_nbr]);
        self->present [frame_nbr] = 1;
        if (zmq_recvmsg (socket, &self->frame [frame_nbr], 0) == -1) {
            kvmsg_destroy (&self);
            break;
        }
        //  Verify multipart framing
        int rcvmore = (frame_nbr < KVMSG_FRAMES - 1)? 1: 0;
        if (zsockopt_rcvmore (socket) != rcvmore) {
            kvmsg_destroy (&self);
            break;
        }
    }
    if (self)
        s_decode_props (self);
    return self;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Send key-value message to socket; any empty frames are sent as such.

void
kvmsg_send (kvmsg_t *self, void *socket)
{
    assert (self);
    assert (socket);

    s_encode_props (self);
    int frame_nbr;
    for (frame_nbr = 0; frame_nbr < KVMSG_FRAMES; frame_nbr++) {
        zmq_msg_t copy;
        zmq_msg_init (&copy);
        if (self->present [frame_nbr])
            zmq_msg_copy (&copy, &self->frame [frame_nbr]);
        zmq_sendmsg (socket, &copy,
            (frame_nbr < KVMSG_FRAMES - 1)? ZMQ_SNDMORE: 0);
        zmq_msg_close (&copy);
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Return key from last read message, if any, else NULL

char *
kvmsg_key (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    if (self->present [FRAME_KEY]) {
        if (!*self->key) {
            size_t size = zmq_msg_size (&self->frame [FRAME_KEY]);
            if (size > KVMSG_KEY_MAX)
                size = KVMSG_KEY_MAX;
            memcpy (self->key,
                zmq_msg_data (&self->frame [FRAME_KEY]), size);
            self->key [size] = 0;
        }
        return self->key;
    }
    else
        return NULL;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Return sequence nbr from last read message, if any

int64_t
kvmsg_sequence (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    if (self->present [FRAME_SEQ]) {
        assert (zmq_msg_size (&self->frame [FRAME_SEQ]) == 8);
        byte *source = zmq_msg_data (&self->frame [FRAME_SEQ]);
        int64_t sequence = ((int64_t) (source [0]) << 56)
                         + ((int64_t) (source [1]) << 48)
                         + ((int64_t) (source [2]) << 40)
                         + ((int64_t) (source [3]) << 32)
                         + ((int64_t) (source [4]) << 24)
                         + ((int64_t) (source [5]) << 16)
                         + ((int64_t) (source [6]) << 8)
                         +  (int64_t) (source [7]);
        return sequence;
    }
    else
        return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Return UUID from last read message, if any, else NULL

byte *
kvmsg_uuid (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    if (self->present [FRAME_UUID]
    &&  zmq_msg_size (&self->frame [FRAME_UUID]) == sizeof (uuid_t))
        return (byte *) zmq_msg_data (&self->frame [FRAME_UUID]);
    else
        return NULL;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Return body from last read message, if any, else NULL

byte *
kvmsg_body (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    if (self->present [FRAME_BODY])
        return (byte *) zmq_msg_data (&self->frame [FRAME_BODY]);
    else
        return NULL;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Return body size from last read message, if any, else zero

size_t
kvmsg_size (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    if (self->present [FRAME_BODY])
        return zmq_msg_size (&self->frame [FRAME_BODY]);
    else
        return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message key as provided

void
kvmsg_set_key (kvmsg_t *self, char *key)
{
    assert (self);
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_KEY];
    if (self->present [FRAME_KEY])
        zmq_msg_close (msg);
    zmq_msg_init_size (msg, strlen (key));
    memcpy (zmq_msg_data (msg), key, strlen (key));
    self->present [FRAME_KEY] = 1;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message sequence number

void
kvmsg_set_sequence (kvmsg_t *self, int64_t sequence)
{
    assert (self);
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_SEQ];
    if (self->present [FRAME_SEQ])
        zmq_msg_close (msg);
    zmq_msg_init_size (msg, 8);

    byte *source = zmq_msg_data (msg);
    source [0] = (byte) ((sequence >> 56) & 255);
    source [1] = (byte) ((sequence >> 48) & 255);
    source [2] = (byte) ((sequence >> 40) & 255);
    source [3] = (byte) ((sequence >> 32) & 255);
    source [4] = (byte) ((sequence >> 24) & 255);
    source [5] = (byte) ((sequence >> 16) & 255);
    source [6] = (byte) ((sequence >> 8)  & 255);
    source [7] = (byte) ((sequence)       & 255);

    self->present [FRAME_SEQ] = 1;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message UUID to generated value

void
kvmsg_set_uuid (kvmsg_t *self)
{
    assert (self);
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_UUID];
    uuid_t uuid;
    uuid_generate (uuid);
    if (self->present [FRAME_UUID])
        zmq_msg_close (msg);
    zmq_msg_init_size (msg, sizeof (uuid));
    memcpy (zmq_msg_data (msg), uuid, sizeof (uuid));
    self->present [FRAME_UUID] = 1;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message body

void
kvmsg_set_body (kvmsg_t *self, byte *body, size_t size)
{
    assert (self);
    zmq_msg_t *msg = &self->frame [FRAME_BODY];
    if (self->present [FRAME_BODY])
        zmq_msg_close (msg);
    self->present [FRAME_BODY] = 1;
    zmq_msg_init_size (msg, size);
    memcpy (zmq_msg_data (msg), body, size);
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message key using printf format

void
kvmsg_fmt_key (kvmsg_t *self, char *format, …)
{
    char value [KVMSG_KEY_MAX + 1];
    va_list args;

    assert (self);
    va_start (args, format);
    vsnprintf (value, KVMSG_KEY_MAX, format, args);
    va_end (args);
    kvmsg_set_key (self, value);
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message body using printf format

void
kvmsg_fmt_body (kvmsg_t *self, char *format, …)
{
    char value [255 + 1];
    va_list args;

    assert (self);
    va_start (args, format);
    vsnprintf (value, 255, format, args);
    va_end (args);
    kvmsg_set_body (self, (byte *) value, strlen (value));
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Get message property, if set, else ""

char *
kvmsg_get_prop (kvmsg_t *self, char *name)
{
    assert (strchr (name, '=') == NULL);
    char *prop = zlist_first (self->props);
    size_t namelen = strlen (name);
    while (prop) {
        if (strlen (prop) > namelen
        &&  memcmp (prop, name, namelen) == 0
        &&  prop [namelen] == '=')
            return prop + namelen + 1;
        prop = zlist_next (self->props);
    }
    return "";
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set message property
//  Names cannot contain '='. Max length of value is 255 chars.

void
kvmsg_set_prop (kvmsg_t *self, char *name, char *format, …)
{
    assert (strchr (name, '=') == NULL);

    char value [255 + 1];
    va_list args;
    assert (self);
    va_start (args, format);
    vsnprintf (value, 255, format, args);
    va_end (args);

    //  Allocate name=value string
    char *prop = malloc (strlen (name) + strlen (value) + 2);

    //  Remove existing property if any
    sprintf (prop, "%s=", name);
    char *existing = zlist_first (self->props);
    while (existing) {
        if (memcmp (prop, existing, strlen (prop)) == 0) {
            self->props_size -= strlen (existing) + 1;
            zlist_remove (self->props, existing);
            free (existing);
            break;
        }
        existing = zlist_next (self->props);
    }
    //  Add new name=value property string
    strcat (prop, value);
    zlist_append (self->props, prop);
    self->props_size += strlen (prop) + 1;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Store entire kvmsg into hash map, if key/value are set.
//  Nullifies kvmsg reference, and destroys automatically when no longer
//  needed. If value is empty, deletes any previous value from store.

void
kvmsg_store (kvmsg_t **self_p, zhash_t *hash)
{
    assert (self_p);
    if (*self_p) {
        kvmsg_t *self = *self_p;
        assert (self);
        if (kvmsg_size (self)) {
            if (self->present [FRAME_KEY]
            &&  self->present [FRAME_BODY]) {
                zhash_update (hash, kvmsg_key (self), self);
                zhash_freefn (hash, kvmsg_key (self), kvmsg_free);
            }
        }
        else
            zhash_delete (hash, kvmsg_key (self));

        *self_p = NULL;
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Dump message to stderr, for debugging and tracing

void
kvmsg_dump (kvmsg_t *self)
{
    if (self) {
        if (!self) {
            fprintf (stderr, "NULL");
            return;
        }
        size_t size = kvmsg_size (self);
        byte  *body = kvmsg_body (self);
        fprintf (stderr, "[seq:%" PRId64 "]", kvmsg_sequence (self));
        fprintf (stderr, "[key:%s]", kvmsg_key (self));
        fprintf (stderr, "[size:%zd] ", size);
        if (zlist_size (self->props)) {
            fprintf (stderr, "[");
            char *prop = zlist_first (self->props);
            while (prop) {
                fprintf (stderr, "%s;", prop);
                prop = zlist_next (self->props);
            }
            fprintf (stderr, "]");
        }
        int char_nbr;
        for (char_nbr = 0; char_nbr < size; char_nbr++)
            fprintf (stderr, "%02X", body [char_nbr]);
        fprintf (stderr, "\n");
    }
    else
        fprintf (stderr, "NULL message\n");
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Runs self test of class

int
kvmsg_test (int verbose)
{
    kvmsg_t
        *kvmsg;

    printf (" * kvmsg: ");

    //  Prepare our context and sockets
    zctx_t *ctx = zctx_new ();
    void *output = zsocket_new (ctx, ZMQ_DEALER);
    int rc = zmq_bind (output, "ipc://kvmsg_selftest.ipc");
    assert (rc == 0);
    void *input = zsocket_new (ctx, ZMQ_DEALER);
    rc = zmq_connect (input, "ipc://kvmsg_selftest.ipc");
    assert (rc == 0);

    zhash_t *kvmap = zhash_new ();

    //  Test send and receive of simple message
    kvmsg = kvmsg_new (1);
    kvmsg_set_key  (kvmsg, "key");
    kvmsg_set_uuid (kvmsg);
    kvmsg_set_body (kvmsg, (byte *) "body", 4);
    if (verbose)
        kvmsg_dump (kvmsg);
    kvmsg_send (kvmsg, output);
    kvmsg_store (&kvmsg, kvmap);

    kvmsg = kvmsg_recv (input);
    if (verbose)
        kvmsg_dump (kvmsg);
    assert (streq (kvmsg_key (kvmsg), "key"));
    kvmsg_store (&kvmsg, kvmap);

    //  Test send and receive of message with properties
    kvmsg = kvmsg_new (2);
    kvmsg_set_prop (kvmsg, "prop1", "value1");
    kvmsg_set_prop (kvmsg, "prop2", "value1");
    kvmsg_set_prop (kvmsg, "prop2", "value2");
    kvmsg_set_key  (kvmsg, "key");
    kvmsg_set_uuid (kvmsg);
    kvmsg_set_body (kvmsg, (byte *) "body", 4);
    assert (streq (kvmsg_get_prop (kvmsg, "prop2"), "value2"));
    if (verbose)
        kvmsg_dump (kvmsg);
    kvmsg_send (kvmsg, output);
    kvmsg_destroy (&kvmsg);

    kvmsg = kvmsg_recv (input);
    if (verbose)
        kvmsg_dump (kvmsg);
    assert (streq (kvmsg_key (kvmsg), "key"));
    assert (streq (kvmsg_get_prop (kvmsg, "prop2"), "value2"));
    kvmsg_destroy (&kvmsg);

    //  Shutdown and destroy all objects
    zhash_destroy (&kvmap);
    zctx_destroy (&ctx);

    printf ("OK\n");
    return 0;
}

服务器：

//
//  Clone server Model Five
//

//  Lets us build this source without creating a library
#include "kvmsg.c"

//  zloop reactor handlers
static int s_snapshots  (zloop_t *loop, void *socket, void *args);
static int s_collector  (zloop_t *loop, void *socket, void *args);
static int s_flush_ttl  (zloop_t *loop, void *socket, void *args);

//  Our server is defined by these properties
typedef struct {
    zctx_t *ctx;                //  Context wrapper
    zhash_t *kvmap;             //  Key-value store
    zloop_t *loop;              //  zloop reactor
    int port;                   //  Main port we're working on
    int64_t sequence;           //  How many updates we're at
    void *snapshot;             //  Handle snapshot requests
    void *publisher;            //  Publish updates to clients
    void *collector;            //  Collect updates from clients
} clonesrv_t;

int main (void)
{
    clonesrv_t *self = (clonesrv_t *) zmalloc (sizeof (clonesrv_t));

    self->port = 5556;
    self->ctx = zctx_new ();
    self->kvmap = zhash_new ();
    self->loop = zloop_new ();
    zloop_set_verbose (self->loop, FALSE);

    //  Set up our clone server sockets
    self->snapshot  = zsocket_new (self->ctx, ZMQ_ROUTER);
    self->publisher = zsocket_new (self->ctx, ZMQ_PUB);
    self->collector = zsocket_new (self->ctx, ZMQ_PULL);
    zsocket_bind (self->snapshot,  "tcp://*:%d", self->port);
    zsocket_bind (self->publisher, "tcp://*:%d", self->port + 1);
    zsocket_bind (self->collector, "tcp://*:%d", self->port + 2);

    //  Register our handlers with reactor
    zloop_reader (self->loop, self->snapshot, s_snapshots, self);
    zloop_reader (self->loop, self->collector, s_collector, self);
    zloop_timer  (self->loop, 1000, 0, s_flush_ttl, self);

    //  Run reactor until process interrupted
    zloop_start (self->loop);

    zloop_destroy (&self->loop);
    zhash_destroy (&self->kvmap);
    zctx_destroy (&self->ctx);
    free (self);
    return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Send snapshots to clients who ask for them

static int s_send_single (char *key, void *data, void *args);

//  Routing information for a key-value snapshot
typedef struct {
    void *socket;           //  ROUTER socket to send to
    zframe_t *identity;     //  Identity of peer who requested state
    char *subtree;          //  Client subtree specification
} kvroute_t;

static int
s_snapshots (zloop_t *loop, void *snapshot, void *args)
{
    clonesrv_t *self = (clonesrv_t *) args;

    zframe_t *identity = zframe_recv (snapshot);
    if (identity) {
        //  Request is in second frame of message
        char *request = zstr_recv (snapshot);
        char *subtree = NULL;
        if (streq (request, "ICANHAZ?")) {
            free (request);
            subtree = zstr_recv (snapshot);
        }
        else
            printf ("E: bad request, aborting\n");

        if (subtree) {
            //  Send state socket to client
            kvroute_t routing = { snapshot, identity, subtree };
            zhash_foreach (self->kvmap, s_send_single, &routing);

            //  Now send END message with sequence number
            zclock_log ("I: sending shapshot=%d", (int) self->sequence);
            zframe_send (&identity, snapshot, ZFRAME_MORE);
            kvmsg_t *kvmsg = kvmsg_new (self->sequence);
            kvmsg_set_key  (kvmsg, "KTHXBAI");
            kvmsg_set_body (kvmsg, (byte *) subtree, 0);
            kvmsg_send     (kvmsg, snapshot);
            kvmsg_destroy (&kvmsg);
            free (subtree);
        }
    }
    return 0;
}

//  Send one state snapshot key-value pair to a socket
//  Hash item data is our kvmsg object, ready to send
static int
s_send_single (char *key, void *data, void *args)
{
    kvroute_t *kvroute = (kvroute_t *) args;
    kvmsg_t *kvmsg = (kvmsg_t *) data;
    if (strlen (kvroute->subtree) <= strlen (kvmsg_key (kvmsg))
    &&  memcmp (kvroute->subtree,
                kvmsg_key (kvmsg), strlen (kvroute->subtree)) == 0) {
        //  Send identity of recipient first
        zframe_send (&kvroute->identity,
            kvroute->socket, ZFRAME_MORE + ZFRAME_REUSE);
        kvmsg_send (kvmsg, kvroute->socket);
    }
    return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Collect updates from clients

static int
s_collector (zloop_t *loop, void *collector, void *args)
{
    clonesrv_t *self = (clonesrv_t *) args;

    kvmsg_t *kvmsg = kvmsg_recv (collector);
    if (kvmsg) {
        kvmsg_set_sequence (kvmsg, ++self->sequence);
        kvmsg_send (kvmsg, self->publisher);
        int ttl = atoi (kvmsg_get_prop (kvmsg, "ttl"));
        if (ttl)
            kvmsg_set_prop (kvmsg, "ttl",
                "%" PRId64, zclock_time () + ttl * 1000);
        kvmsg_store (&kvmsg, self->kvmap);
        zclock_log ("I: publishing update=%d", (int) self->sequence);
    }
    return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Purge ephemeral values that have expired

static int s_flush_single (char *key, void *data, void *args);

static int
s_flush_ttl (zloop_t *loop, void *unused, void *args)
{
    clonesrv_t *self = (clonesrv_t *) args;
    zhash_foreach (self->kvmap, s_flush_single, args);
    return 0;
}

//  If key-value pair has expired, delete it and publish the
//  fact to listening clients.
static int
s_flush_single (char *key, void *data, void *args)
{
    clonesrv_t *self = (clonesrv_t *) args;

    kvmsg_t *kvmsg = (kvmsg_t *) data;
    int64_t ttl;
    sscanf (kvmsg_get_prop (kvmsg, "ttl"), "%" PRId64, &ttl);
    if (ttl && zclock_time () >= ttl) {
        kvmsg_set_sequence (kvmsg, ++self->sequence);
        kvmsg_set_body (kvmsg, (byte *) "", 0);
        kvmsg_send (kvmsg, self->publisher);
        kvmsg_store (&kvmsg, self->kvmap);
        zclock_log ("I: publishing delete=%d", (int) self->sequence);
    }
    return 0;
}

可靠性
任何东东，一旦脱离的 可靠性，那么终将只是个玩具，虽然它也会带来无尽的麻烦。
之前的"主从模式"似乎不错，再稍微变动下，把“从”也当作客户端之一，接受、存储所有的更新，是不是有点靠谱的感觉。
主从的状态机制模型图：


机制为：客户端发现主服务器不返回了，那么就向从服务器请求，从服务器确认主服务器的确不行了，于是就上马充当服务器。主回归后，从再变为一个客户端。

客户端：

//
//  Clone client Model Six
//

//  Lets us build this source without creating a library
#include "clone.c"

#define SUBTREE "/client/"

int main (void)
{
    //  Create distributed hash instance
    clone_t *clone = clone_new ();

    //  Specify configuration
    clone_subtree (clone, SUBTREE);
    clone_connect (clone, "tcp://localhost", "5556");
    clone_connect (clone, "tcp://localhost", "5566");

    //  Set random tuples into the distributed hash
    while (!zctx_interrupted) {
        //  Set random value, check it was stored
        char key [255];
        char value [10];
        sprintf (key, "%s%d", SUBTREE, randof (10000));
        sprintf (value, "%d", randof (1000000));
        clone_set (clone, key, value, randof (30));
        sleep (1);
    }
    clone_destroy (&clone);
    return 0;
}

客户端api:

/*  =====================================================================
    clone - client-side Clone Pattern class

    ---------------------------------------------------------------------
    Copyright (c) 1991-2011 iMatix Corporation <www.imatix.com>
    Copyright other contributors as noted in the AUTHORS file.

    This file is part of the ZeroMQ Guide: http://zguide.zeromq.org

    This is free software; you can redistribute it and/or modify it under
    the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
    your option) any later version.

    This software is distributed in the hope that it will be useful, but
    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
    Lesser General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
    License along with this program. If not, see
    <http://www.gnu.org/licenses/>.
    =====================================================================
*/

#include "clone.h"

//  If no server replies within this time, abandon request
#define GLOBAL_TIMEOUT  4000    //  msecs
//  Server considered dead if silent for this long
#define SERVER_TTL      5000    //  msecs
//  Number of servers we will talk to
#define SERVER_MAX      2

//  =====================================================================
//  Synchronous part, works in our application thread

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Structure of our class

struct _clone_t {
    zctx_t *ctx;                //  Our context wrapper
    void *pipe;                 //  Pipe through to clone agent
};

//  This is the thread that handles our real clone class
static void clone_agent (void *args, zctx_t *ctx, void *pipe);

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Constructor

clone_t *
clone_new (void)
{
    clone_t
        *self;

    self = (clone_t *) zmalloc (sizeof (clone_t));
    self->ctx = zctx_new ();
    self->pipe = zthread_fork (self->ctx, clone_agent, NULL);
    return self;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Destructor

void
clone_destroy (clone_t **self_p)
{
    assert (self_p);
    if (*self_p) {
        clone_t *self = *self_p;
        zctx_destroy (&self->ctx);
        free (self);
        *self_p = NULL;
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Specify subtree for snapshot and updates, do before connect
//  Sends [SUBTREE][subtree] to the agent

void clone_subtree (clone_t *self, char *subtree)
{
    assert (self);
    zmsg_t *msg = zmsg_new ();
    zmsg_addstr (msg, "SUBTREE");
    zmsg_addstr (msg, subtree);
    zmsg_send (&msg, self->pipe);
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Connect to new server endpoint
//  Sends [CONNECT][endpoint][service] to the agent

void
clone_connect (clone_t *self, char *address, char *service)
{
    assert (self);
    zmsg_t *msg = zmsg_new ();
    zmsg_addstr (msg, "CONNECT");
    zmsg_addstr (msg, address);
    zmsg_addstr (msg, service);
    zmsg_send (&msg, self->pipe);
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Set new value in distributed hash table
//  Sends [SET][key][value][ttl] to the agent

void
clone_set (clone_t *self, char *key, char *value, int ttl)
{
    char ttlstr [10];
    sprintf (ttlstr, "%d", ttl);

    assert (self);
    zmsg_t *msg = zmsg_new ();
    zmsg_addstr (msg, "SET");
    zmsg_addstr (msg, key);
    zmsg_addstr (msg, value);
    zmsg_addstr (msg, ttlstr);
    zmsg_send (&msg, self->pipe);
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Lookup value in distributed hash table
//  Sends [GET][key] to the agent and waits for a value response
//  If there is no clone available, will eventually return NULL.

char *
clone_get (clone_t *self, char *key)
{
    assert (self);
    assert (key);
    zmsg_t *msg = zmsg_new ();
    zmsg_addstr (msg, "GET");
    zmsg_addstr (msg, key);
    zmsg_send (&msg, self->pipe);

    zmsg_t *reply = zmsg_recv (self->pipe);
    if (reply) {
        char *value = zmsg_popstr (reply);
        zmsg_destroy (&reply);
        return value;
    }
    return NULL;
}

//  =====================================================================
//  Asynchronous part, works in the background

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Simple class for one server we talk to

typedef struct {
    char *address;              //  Server address
    int port;                   //  Server port
    void *snapshot;             //  Snapshot socket
    void *subscriber;           //  Incoming updates
    uint64_t expiry;            //  When server expires
    uint requests;              //  How many snapshot requests made?
} server_t;

static server_t *
server_new (zctx_t *ctx, char *address, int port, char *subtree)
{
    server_t *self = (server_t *) zmalloc (sizeof (server_t));

    zclock_log ("I: adding server %s:%d…", address, port);
    self->address = strdup (address);
    self->port = port;

    self->snapshot = zsocket_new (ctx, ZMQ_DEALER);
    zsocket_connect (self->snapshot, "%s:%d", address, port);
    self->subscriber = zsocket_new (ctx, ZMQ_SUB);
    zsocket_connect (self->subscriber, "%s:%d", address, port + 1);
    zsockopt_set_subscribe (self->subscriber, subtree);
    return self;
}

static void
server_destroy (server_t **self_p)
{
    assert (self_p);
    if (*self_p) {
        server_t *self = *self_p;
        free (self->address);
        free (self);
        *self_p = NULL;
    }
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Our agent class

//  States we can be in
#define STATE_INITIAL       0   //  Before asking server for state
#define STATE_SYNCING       1   //  Getting state from server
#define STATE_ACTIVE        2   //  Getting new updates from server

typedef struct {
    zctx_t *ctx;                //  Context wrapper
    void *pipe;                 //  Pipe back to application
    zhash_t *kvmap;             //  Actual key/value table
    char *subtree;              //  Subtree specification, if any
    server_t *server [SERVER_MAX];
    uint nbr_servers;           //  0 to SERVER_MAX
    uint state;                 //  Current state
    uint cur_server;            //  If active, server 0 or 1
    int64_t sequence;           //  Last kvmsg processed
    void *publisher;            //  Outgoing updates
} agent_t;

static agent_t *
agent_new (zctx_t *ctx, void *pipe)
{
    agent_t *self = (agent_t *) zmalloc (sizeof (agent_t));
    self->ctx = ctx;
    self->pipe = pipe;
    self->kvmap = zhash_new ();
    self->subtree = strdup ("");
    self->state = STATE_INITIAL;
    self->publisher = zsocket_new (self->ctx, ZMQ_PUB);
    return self;
}

static void
agent_destroy (agent_t **self_p)
{
    assert (self_p);
    if (*self_p) {
        agent_t *self = *self_p;
        int server_nbr;
        for (server_nbr = 0; server_nbr < self->nbr_servers; server_nbr++)
            server_destroy (&self->server [server_nbr]);
        zhash_destroy (&self->kvmap);
        free (self->subtree);
        free (self);
        *self_p = NULL;
    }
}

//  Returns -1 if thread was interrupted
static int
agent_control_message (agent_t *self)
{
    zmsg_t *msg = zmsg_recv (self->pipe);
    char *command = zmsg_popstr (msg);
    if (command == NULL)
        return -1;

    if (streq (command, "SUBTREE")) {
        free (self->subtree);
        self->subtree = zmsg_popstr (msg);
    }
    else
    if (streq (command, "CONNECT")) {
        char *address = zmsg_popstr (msg);
        char *service = zmsg_popstr (msg);
        if (self->nbr_servers < SERVER_MAX) {
            self->server [self->nbr_servers++] = server_new (
                self->ctx, address, atoi (service), self->subtree);
            //  We broadcast updates to all known servers
            zsocket_connect (self->publisher, "%s:%d",
                address, atoi (service) + 2);
        }
        else
            zclock_log ("E: too many servers (max. %d)", SERVER_MAX);
        free (address);
        free (service);
    }
    else
    if (streq (command, "SET")) {
        char *key = zmsg_popstr (msg);
        char *value = zmsg_popstr (msg);
        char *ttl = zmsg_popstr (msg);
        zhash_update (self->kvmap, key, (byte *) value);
        zhash_freefn (self->kvmap, key, free);

        //  Send key-value pair on to server
        kvmsg_t *kvmsg = kvmsg_new (0);
        kvmsg_set_key  (kvmsg, key);
        kvmsg_set_uuid (kvmsg);
        kvmsg_fmt_body (kvmsg, "%s", value);
        kvmsg_set_prop (kvmsg, "ttl", ttl);
        kvmsg_send     (kvmsg, self->publisher);
        kvmsg_destroy (&kvmsg);
puts (key);
        free (ttl);
        free (key);             //  Value is owned by hash table
    }
    else
    if (streq (command, "GET")) {
        char *key = zmsg_popstr (msg);
        char *value = zhash_lookup (self->kvmap, key);
        if (value)
            zstr_send (self->pipe, value);
        else
            zstr_send (self->pipe, "");
        free (key);
        free (value);
    }
    free (command);
    zmsg_destroy (&msg);
    return 0;
}

//  ---------------------------------------------------------------------
//  Asynchronous agent manages server pool and handles request/reply
//  dialog when the application asks for it.

static void
clone_agent (void *args, zctx_t *ctx, void *pipe)
{
    agent_t *self = agent_new (ctx, pipe);

    while (TRUE) {
        zmq_pollitem_t poll_set [] = {
            { pipe, 0, ZMQ_POLLIN, 0 },
            { 0,    0, ZMQ_POLLIN, 0 }
        };
        int poll_timer = -1;
        int poll_size = 2;
        server_t *server = self->server [self->cur_server];
        switch (self->state) {
            case STATE_INITIAL:
                //  In this state we ask the server for a snapshot,
                //  if we have a server to talk to…
                if (self->nbr_servers > 0) {
                    zclock_log ("I: waiting for server at %s:%d…",
                        server->address, server->port);
                    if (server->requests < 2) {
                        zstr_sendm (server->snapshot, "ICANHAZ?");
                        zstr_send  (server->snapshot, self->subtree);
                        server->requests++;
                    }
                    server->expiry = zclock_time () + SERVER_TTL;
                    self->state = STATE_SYNCING;
                    poll_set [1].socket = server->snapshot;
                }
                else
                    poll_size = 1;
                break;
            case STATE_SYNCING:
                //  In this state we read from snapshot and we expect
                //  the server to respond, else we fail over.
                poll_set [1].socket = server->snapshot;
                break;
            case STATE_ACTIVE:
                //  In this state we read from subscriber and we expect
                //  the server to give hugz, else we fail over.
                poll_set [1].socket = server->subscriber;
                break;
        }
        if (server) {
            poll_timer = (server->expiry - zclock_time ())
                       * ZMQ_POLL_MSEC;
            if (poll_timer < 0)
                poll_timer = 0;
        }
        //  ------------------------------------------------------------
        //  Poll loop
        int rc = zmq_poll (poll_set, poll_size, poll_timer);
        if (rc == -1)
            break;              //  Context has been shut down

        if (poll_set [0].revents & ZMQ_POLLIN) {
            if (agent_control_message (self))
                break;          //  Interrupted
        }
        else
        if (poll_set [1].revents & ZMQ_POLLIN) {
            kvmsg_t *kvmsg = kvmsg_recv (poll_set [1].socket);
            if (!kvmsg)
                break;          //  Interrupted

            //  Anything from server resets its expiry time
            server->expiry = zclock_time () + SERVER_TTL;
            if (self->state == STATE_SYNCING) {
                //  Store in snapshot until we're finished
                server->requests = 0;
                if (streq (kvmsg_key (kvmsg), "KTHXBAI")) {
                    self->sequence = kvmsg_sequence (kvmsg);
                    self->state = STATE_ACTIVE;
                    zclock_log ("I: received from %s:%d snapshot=%d",
                        server->address, server->port,
                        (int) self->sequence);
                    kvmsg_destroy (&kvmsg);
                }
                else
                    kvmsg_store (&kvmsg, self->kvmap);
            }
            else
            if (self->state == STATE_ACTIVE) {
                //  Discard out-of-sequence updates, incl. hugz
                if (kvmsg_sequence (kvmsg) > self->sequence) {
                    self->sequence = kvmsg_sequence (kvmsg);
                    kvmsg_store (&kvmsg, self->kvmap);
                    zclock_log ("I: received from %s:%d update=%d",
                        server->address, server->port,
                        (int) self->sequence);
                }
                else
                    kvmsg_destroy (&kvmsg);
            }
        }
        else {
            //  Server has died, failover to next
            zclock_log ("I: server at %s:%d didn't give hugz",
                    server->address, server->port);
            self->cur_server = (self->cur_server + 1) % self->nbr_servers;
            self->state = STATE_INITIAL;
        }
    }
    agent_destroy (&self);
}

(未完待续)