IOBuf

学习bRPC IOBuf。

brpc使用butil::IOBuf作为一些协议中的附件或http body的数据结构,它是一种非连续零拷贝缓冲,在其他项目中得到了验证并有出色的性能。IOBuf的接口和std::string类似,但不相同。

如果你之前使用Kylin中的BufHandle,你将更能感受到IOBuf的便利性:前者几乎没有实现完整,直接暴露了内部结构,用户得小心翼翼地处理引用计数,极易出错。

IOBuf能做的:

  • 默认构造不分配内存。
  • 可以拷贝,修改拷贝不影响原IOBuf。拷贝的是IOBuf的管理结构而不是数据。
  • 可以append另一个IOBuf,不拷贝数据。
  • 可以append字符串,拷贝数据。
  • 可以从fd读取,可以写入fd。
  • 可以解析或序列化为protobuf messages.
  • IOBufBuilder可以把IOBuf当std::ostream用。

IOBuf不能做的:

  • 程序内的通用存储结构。IOBuf应保持较短的生命周期,以避免一个IOBuf锁定了多个block (8K each)。

切割

从source_buf头部切下16字节放入dest_buf:

source_buf.cut(&dest_buf, 16); // 当source_buf不足16字节时,切掉所有字节。

从source_buf头部弹掉16字节:

source_buf.pop_front(16); // 当source_buf不足16字节时,清空它

拼接

在尾部加入另一个IOBuf:

buf.append(another_buf);  // no data copy

在尾部加入std::string

buf.append(str);  // copy data of str into buf

解析

解析IOBuf为protobuf message

IOBufAsZeroCopyInputStream wrapper(&iobuf);
pb_message.ParseFromZeroCopyStream(&wrapper);

解析IOBuf为自定义结构

IOBufAsZeroCopyInputStream wrapper(&iobuf);
CodedInputStream coded_stream(&wrapper);
coded_stream.ReadLittleEndian32(&value);
...

序列化

protobuf序列化为IOBuf

IOBufAsZeroCopyOutputStream wrapper(&iobuf);
pb_message.SerializeToZeroCopyStream(&wrapper);

用可打印数据创建IOBuf

IOBufBuilder os;
os << "anything can be sent to std::ostream";
os.buf();  // IOBuf

打印

可直接打印至std::ostream. 注意这个例子中的iobuf必需只包含可打印字符。

std::cout << iobuf << std::endl;
// or
std::string str = iobuf.to_string(); // 注意: 会分配内存
printf("%s\n", str.c_str());

性能

IOBuf有不错的综合性能:

动作吞吐QPS
文件读入->切割12+16字节->拷贝->合并到另一个缓冲->写出到/dev/null240.423MB/s8586535
文件读入->切割12+128字节->拷贝->合并到另一个缓冲->写出到/dev/null790.022MB/s5643014
文件读入->切割12+1024字节->拷贝->合并到另一个缓冲->写出到/dev/null1519.99MB/s1467171

修改于 2022年9月26日: Update _index.md (#96) (41e6dd6)