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核心模块设计：从架构到落地
基于 Reactor 模式与技术选型，百万并发服务器的核心模块可拆解为 “Reactor 核心”“连接管理”“线程池”“业务处理” 四大模块，各模块职责明确、低耦合，便于扩展与维护。
3.1 Reactor 核心模块：事件驱动的 “心脏”
Reactor 核心模块负责 “事件检测→事件分发→任务调度”，是整个服务器的驱动中枢，其核心逻辑为 “事件循环（Event Loop）”，具体设计如下：
事件循环流程：
初始化：创建epoll实例（epoll_create1），设置EPOLL_CLOEXEC标志避免子进程继承；初始化就绪事件列表（如epoll_event events[1024]，每次最多处理 1024 个就绪事件）。
事件检测：调用epoll_wait阻塞等待就绪事件，超时时间可设为 100ms（避免无限阻塞，便于处理定时任务）；若有就绪事件，获取事件数量与事件类型。
事件分发：遍历就绪事件列表，根据事件类型（如EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLERR）与 Socket 类型（监听 Socket / 客户端 Socket），分发至对应的 Handler：
若为监听 Socket 的EPOLLIN事件：调用 Acceptor 处理新连接。
若为客户端 Socket 的EPOLLIN事件：调用 Reader 读取数据。
若为客户端 Socket 的EPOLLOUT事件：调用 Writer 发送数据。
若为EPOLLERR事件：调用 ErrorHandler 处理异常（如关闭 Socket、释放资源）。
循环执行：重复步骤 2-3，直至服务器收到停止信号（如SIGINT）。
线程安全设计：每个 Reactor（主 / 从）绑定独立线程，避免多线程操作epoll实例的竞争；若需跨 Reactor 传递任务（如主 Reactor 将新连接注册到从 Reactor），可通过 “管道（Pipe）” 唤醒从 Reactor—— 主 Reactor 向管道写入数据，从 Reactor 监控管道的EPOLLIN事件，收到事件后执行注册逻辑，避免忙等待。
3.2 连接管理模块：百万 Socket 的 “管家”
百万并发场景下，需高效管理大量 Client Socket 的生命周期，避免资源泄漏与无效连接占用，连接管理模块的核心设计如下：
连接对象（Connection）：封装 Client Socket 的核心信息，包括：
基础属性：Socket 文件描述符、客户端 IP 与端口、连接状态（连接中 / 断开中 / 已断开）。
读写缓冲区：环形读缓冲区（存储接收的数据）、环形写缓冲区（存储待发送的数据）。
事件回调：读回调（onRead）、写回调（onWrite）、关闭回调（onClose），由 Reactor 触发时调用。
超时管理：最后一次 I/O 操作时间戳，用于检测空闲连接。
连接池（Connection Pool）：采用哈希表（如std::unordered_map<int, ConnectionPtr>，Key 为 Socket 文件描述符）存储所有活跃连接，支持 O (1) 时间复杂度的查找、插入与删除；同时，为避免哈希表扩容时的性能波动，可采用 “分段哈希表” 或 “无锁哈希表”（如 Facebook 的folly::ConcurrentHashMap），提升多线程访问效率。
超时清理：主 Reactor 定期（如每 10 秒）遍历所有连接，检查最后一次 I/O 时间戳与当前时间的差值，若超过阈值（如 60 秒），则触发onClose回调，关闭 Socket 并从连接池中删除，释放资源。
3.3 线程池模块：耗时任务的 “执行者”
Reactor 核心的事件循环需保持 “非阻塞”，因此耗时业务逻辑（如 JSON 解析、数据库查询、业务计算）需交给线程池执行，避免阻塞事件检测。线程池模块的设计要点如下：
任务队列：采用无锁队列（如moodycamel::ConcurrentQueue）存储任务（std::function<void()>），避免多线程竞争导致的锁开销；任务队列需设置最大容量（如 100 万），当队列满时拒绝新任务（或触发限流逻辑），防止内存溢出。
线程管理：
核心线程数：设置为 CPU 核心数（如std::thread::hardware_concurrency()），确保充分利用多核资源，避免线程过多导致的上下文切换开销。
线程复用：线程创建后长期存活，从任务队列中获取任务执行，避免频繁创建 / 销毁线程的开销；若任务队列为空，线程进入阻塞状态（通过条件变量std::condition_variable唤醒）。
优雅退出：当服务器停止时，向线程池发送 “停止信号”，线程处理完当前任务后退出，避免任务丢失。
任务优先级：若业务需区分任务紧急程度（如登录请求优先于消息发送），可设计多优先级任务队列（如高、中、低三级队列），线程优先从高优先级队列获取任务，提升核心业务的响应速度。
3.4 业务处理模块：解耦与扩展
业务处理模块需与 Reactor 核心、连接管理模块解耦，便于后续业务迭代与扩展，设计思路如下：
接口抽象：定义抽象基类BusinessHandler，包含纯虚函数handleData(const std::string& data, ConnectionPtr conn)，具体业务（如回声服务、HTTP 服务、RPC 服务）继承该类并实现handleData方法。
业务注册：通过 “工厂模式” 或 “注册器” 将业务 Handler 与协议类型绑定（如根据数据头部的协议标识，选择对应的 Handler）。例如，若接收的数据以"HTTP/"开头，则调用HttpHandler；若以自定义协议头"RPC/"开头，则调用RpcHandler。
异步回调：线程池执行完业务逻辑后，若需向客户端发送响应数据，通过 “Reactor 回调” 机制将写任务提交至对应的从 Reactor—— 例如，HttpHandler处理完请求后，调用conn->send(response)，send方法将响应数据写入连接的写缓冲区，并向从 Reactor 注册EPOLLOUT事件，待 Socket 可写时由 Writer Handler 发送数据，确保写操作的异步性。
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