每日激励:“不设限和自我肯定的心态:I can do all things。 — Stephen Curry”
绪论:
本章将写到一些手搓常用工具,方便在项目中的使用,并且在手搓的过程中一些函数如:日志 宏中的__VA_ARGS__
接收可变参、SQLlit数据库的C语言接口、Split中string的使用,以及UUID中随机数的生成和数据范围的限制,全文10000字包含实现细节 和 源码 开始学习吧。后续还将持续更新,敬请期待!
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早关注不迷路,话不多说安全带系好,发车啦(建议电脑观看)。
1. 日志打印工具
创建命名空间 mq;在mqdemo下创建log/log.cpp
封装一个日志的宏,通过这个宏打印,带上
- 时间-
- 文件名-
- 行号
- [12:21:22][文件名:行号]打开失败
- 文件名的宏:FILE、行号的宏:LINE
获取时间的函数 :
头文件:#include <time.h>
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format,
const struct tm *tm);
参数:
1. s:输出型参数,最终返回的时间放在此处
2. maxsize:最大的长度
3. format:时间格式(年月日 时分秒结构:"%H%M%S")
4. tm:当前的时间结构
localtime:
一般要配合localtime函数来生成tm结构体(该结构体事用于生成所需的时间结构的结构体)
struct tm *localtime(const time_t *timep);
struct tm {
int tm_sec; /* seconds */
int tm_min; /* minutes */
int tm_hour; /* hours */
int tm_mday; /* day of the month */
int tm_mon; /* month */
int tm_year; /* year */
int tm_wday; /* day of the week */
int tm_yday; /* day in the year */
int tm_isdst; /* daylight saving time */
};
其中localtime还需配合time函数
头文件:#include <time.h>
time_t time(time_t *t);
得到time_t 的变量,当成localtime函数的参数,最终返回获取tm结构体
实现流程:
- 获取time_t当前系统时间
- 获取tm系统时间结构
- 创建一个存放数据的缓冲区(第一个参数s)
- 使用strftime函数进行获取格式化时间
- 打印查看(Debug)
- 定义宏
- 日志等级宏:
- DBG_LEVEL 0
- INF_LEVEL 1
- ERR_LEVEL 2
- DEFAULT_LEVEL DBG_LEVEL
- LOG宏
- 参数:
- 等级
- format要打印的内容类型
- 可变参 (作用配合format实现类似于print:“%s”,"666"的打印)
- 判断只有大于等于 DEFAULT_LEVEL 才进行
- 将之前写的 1 ~ 5 在LOG宏后面用括号包起来,并且用 \ 连接(\:作用是将末尾默认的换行去掉,确保宏是在同一行的!!!)
- 打印时间([时间][文件:行号] format)
- 其中注意的是format可能有参数,对于可变参数来说,使用宏:
##__VA_ARGS__
来获取外部的变量(其中__VA_ARGS__
是format附加的参数,而==##的作用是防止没有参数时报错==!)
- 其中注意的是format可能有参数,对于可变参数来说,使用宏:
- 其中在打印" “内部添加变量:用空格空开然后添加变量,后继续使用”"往后继续写
修改:
再LOG宏参数内部添加第一个参数lev_str,表示要传入的日志的等级,并且打印出来(同步也要修改下面)
- 参数:
再定义三种日志打印宏来真正给外部用户使用:
- DLOG:内部调用
LOG("DEBUG","DBG_LEVEL",format,##__VA_ARGS__ )
- LOGE:…
- ELOG:…
项目操作(仿MQ)
最后将写好的日志工具放进mqcommon中logger.hpp
添加条件变量:
1.#ifndef __M_LOG_H__
2.#define __M_LOG_H__
3.#endif
日志源码
#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;
#define DBG_LEVEL 0
#define INF_LEVEL 1
#define ERR_LEVEL 2
#define DEFAULT_LEVEL DBG_LEVEL
#define LOG(level_str,level,format, ...){\
if(level >= DEFAULT_LEVEL){\
time_t t = time(nullptr);\
struct tm* tm = localtime(&t);\
char s[1024];\
size_t size = strftime(s,1023,"%H:%M:%S",tm);\
printf("[%s][%s][%s:%d]\t" format "\n",level_str,s,__FILE__,__LINE__,##__VA_ARGS__);\
}\
}\
#define DLOG(format, ...) LOG("DEBUG",DBG_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__)
#define ILOG(format, ...) LOG("INFO",INF_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__ )
#define ELOG(format, ...) LOG("ERROR",ERR_LEVEL,format, ##__VA_ARGS__ )
// int main()
// {
// // time_t t = time(nullptr);//获取系统时间
// // //为localtime创建变量
// // struct tm* tm = localtime(&t);//得到tm结构体
// // char s[1024];
// // //生成格式化时间:使用strftime
// // size_t size = strftime(s,1023,"%H:%M:%S",tm);//“%H%M%S” 小时:分钟:秒,存放到s中
// // printf("[%s][%s:%d]\n",s,__FILE__,__LINE__);//[时间][文件:行数]
// DLOG("DEBUG%s","aaa");
// ILOG("INFO%s","aaa");
// ELOG("ERROR%s","aaa");
// return 0;
// }
2. SQLite数据库
将之间写好的sqlit代码拷贝过来(见blog)并且带上条件变量(具体看该(blog)[])
#ifndef __M_HELPER_H__
#define __M_HELPER_H__
#endif
将内部的打印改成日志模式。
SQLite数据库源码:
#include <iostream>
#include <string>
#include <sqlite3.h>
#include <vector>
#include <cassert>
#include "loger.hpp"
class SqliteHelper{
typedef int (*SqliteCallback)(void*,int,char**,char**);
public:
SqliteHelper(const std::string& dbfile):_dbfile(dbfile),_handler(nullptr){}
//int sqlite3_open_v2(const char *filename, sqlite3 **ppDb, int flags, const char *zVfs );
bool open(int safe_leve = SQLITE_OPEN_FULLMUTEX)//SQLITE_OPEN_FULLMUTEX默认就为串行化模式
{
int ret = sqlite3_open_v2(_dbfile.c_str(),&_handler,safe_leve | SQLITE_OPEN_CREATE | SQLITE_OPEN_READWRITE,nullptr);
//第一个参数是db文件路径
//第二个参数是一个输出型变量,我们将sqlite的句柄传进去,获取open后db的句柄
//第三个参数是文件打开的默认权限和方式 和 线程的安全等级
//SQLITE_OPEN_CREATE: 不存在数据库⽂件则创建
// SQLITE_OPEN_READWRITE -- 以可读可写⽅式打开数据库⽂件
//第四个参数设为空即可
if(ret != SQLITE_OK)
{
ELOG( "创建/打开sqlite数据库失败:%s",sqlite3_errmsg(_handler));
return false;
}
else{
DLOG("打开成功");
return true;
}
}
//提前设置 SqliteCallback == int (*SqliteCallback)(void*,int,char**,char**)回调函数
bool exec(const std::string& sql,SqliteCallback cb,void* arg){
int ret = sqlite3_exec(_handler,sql.c_str(),cb,arg,nullptr);
//
if(ret != SQLITE_OK)
{
std::cout << sql << std::endl;
ELOG( "执行失败、查看错误信息: %s",sqlite3_errmsg(_handler));
return false;
}
else{
DLOG ("执行成功");
return true;
}
}
bool close(){
sqlite3_close_v2(_handler);//
return true;
}
private:
std::string _dbfile;
sqlite3 * _handler;
};
3. Split字符串工具类
项目操作(仿MQ)
在demo中创建split.cpp
size_t split 函数
参数:
- 要分割字符串:str
- 分隔符:sep
- 分隔结果:result
分隔思想:
- 从0位置开始查找指定字符的位置,找到后进行分隔
- 从上次查找的位置后继续向后查找 指定字符 重复上述 过程
- pos查找到的当前字符串分隔符的位置、idx当前字符串的首字符位置
- 遍历字符串,使用find查找分隔符,给到pos
- 判断是否结束 (若找不到pos == string::npos(结尾))
- 没找到(表示直接结尾了):直接使用substr截取到末尾,返回result的数量
- 那么就是从idx开始,到pos - idx的长度截取(string::substr)
- 但注意分割符 连接起来时的情况(如以
.
为分隔符时字符串为:ab...c
):此时find查找到的 pos == idx - 此时事没数据的就不用截取了 那么就直接:将 idx赋值为分隔符加上pos(跳到下一个要分割的字符串),然后直接continue循环。
- 但注意分割符 连接起来时的情况(如以
- 将idx赋值为分隔符加上pos(跳到下一个要分割的字符串)
测试方法:
注意:
stiring::find的使用(sep,pos)
- sep要找的字符串
- pos开始的位置
项目操作(仿MQ)
测试完成后:
创建StrHelper类
将spilt函数拷贝进去(改静态)
字符串分割工具源码:
#include <iostream>
#include <vector>
/**
* 返回分隔后字符串的个数
*
* str:要分割的字符串
* sep:分隔符
* result:结果
*/
size_t split(const std::string& str,const std::string& sep,std::vector<std::string>& result){
//将str 通过 sep 分隔
//将结果全部存放到 result
int pos = 0 , idx = 0;//pos表示要分割的字符串的首位置,idx表示分隔符的下标
while(idx <= str.size()){
idx = str.find(sep,pos);
if(idx == std::string::npos){
//如果找不到就表示不需要分隔
std::string tmp_str = str.substr(pos);
std::cout << tmp_str << std::endl;
result.push_back(tmp_str);//不写len,直接将所有都获取了
return result.size();
}
//需要将出现连续分隔符的情况进行 特殊处理: news....music.#.pop 此处就 . 为分割符 就会出现连续的问题,而出现连续的时候,会截取到空字符串,就没必要
if(pos == idx)//当出现连续时 pos 会等于 idx
{
pos = idx + sep.length();//注意也需要往前走哈
continue;
}
std::string tmp_str = str.substr(pos,idx - pos);
std::cout << tmp_str << std::endl;
result.push_back(tmp_str);//len = idx - pos
pos = idx + sep.length();//
}
return result.size();
}
int main(){
std::vector<std::string> res;
std::cout << split("news....music.#.pop",".",res) << std::endl;
// for(auto& s : res){
// std::cout << s << std::endl;
// }
return 0;
}
4. UUID唯一标识生成器
UUID(Universally Unique Identifier), 也叫通⽤唯⼀识别码,通常由32位16进制数字字符组成。
(不用自增的数字做唯一标识码:因为有可能会越界重复的)
UUID的标准型式包含32个16进制数字字符(两位的十六进制数 最大 刚好为 = 1字节 = 255),以连字号分为五段,形式为8-4-4-4-12的32个字符,如:550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000
在这⾥,uuid⽣成,我们采⽤
- ⽣成8个随机数字(0~255),
- 加上8字节序号,
- 共16字节数组⽣成32位16进制字符的组合形式来确保全局唯⼀的同时能够根据后8字节序号来分辨数据(随机数⾁眼分辨起来真是太难了…)
生成思想:
- 生成8个0~255之间的随机数(到255的意思就是生成1字节,那么8个就是8字节)
- 加上一个8字节的序号
- 通过以上数据,组成16字节的数据,转换为16进制字符,共32位
4.1 生成机器随机数类:random_device
头文件:#include < random >
学习使用:
//生成random_device类对象
std::random_device rd;//生成一个机器随机数(效率较低)
//直接通过对象rd()仿函数生成机器随机数
num = rd();
4.2 生成伪随机数类:mt19937_64
梅森旋转算法,效率就比机器随机数高许多
使用方法:
1. 构造时给到随机数种子:seed
2. 此处:结合random_device机器随机数生成种子、给到 mt19937_64 使用 生成对象gernator
3. 再通过gernator仿函数直接生成随机数。
具体如下图
4.3 限制数据范围uniform_nit_distribution类
1. 生成uniform_int_distribution类对象,构造时设置限制范围:0 ~ 255
std::uniform_int_distribution<int> (0,255);
2. 要限制的数丢进仿函数中:将伪随机数放进去
distribution(gernator);//对gernator对象丢仿函数中进行范围的限制
//同样是使用了仿函数
实操如下图:
4.4 学习使用stringstream类生成16进制的数字字符
头文件:include< sstream >
//头文件:
include <sstream>
stringstream ss;
ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << distribution(gernator);
1. setw设置宽度:头文件:iomanip
2. fill填充,这样就能防止原本数字小于16时打印个位字符的情况,如:7 -》 07
3. hex:设置为十六进制
std::cout << ss.str() << std::endl;
这样就将1byte随机数变成了两位的16进制(再次重复:两位的16进制数最大 就刚好为1byte (ee = 15 + 15 * 161 = 255),所以将1字节的随机数变成两位的十六进制数)
实现唯一标识UUID源码:
项目操作(仿MQ)
demo/random 目录 random.cpp,创建函数random
目的:生成8-4-4-4-12结构的32个十六进制数字字符(16byte)
先生成前面8byte的随机数:8-4-4(刚好16位16进制数) ,再生成后8byte的序号:4-12
现在需要生成前8个,有了上面的基础
- 使用伪随机数 ms19937_64(对象的伪函数生成)
- 伪随机数种子使用机器随机数 random_device (对象的伪函数生成)
- 在将生成的随机数 变成 16进制,并且保留两位,且补充0
那么就是循环8次,循环中设置条件当生成完第4、第6、第8个字符后打印-符号,这样就能生成前16位16进制数 8-4-4
具体如下代码:
#include <iostream>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <sstream>//输入输出流
#include <iomanip>
int main(){
//创建机器随机数对象
std::random_device rd;
std::mt19937_64 generator(rd());//rd()仿函数生成随机数种子
std::uniform_int_distribution<int> distri(0,255);//uniform_int_distribution是一个限制类
std::stringstream ss;
//使用str打印
for(int i = 0; i < 8 ;i++){//循环8次生成前8byte
ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex <<distri(generator);
if(i == 3 || i == 5 || i == 7){
ss << "-";
}
//将生成的随机数丢给distri对象的仿函数中进行限制大小
}
std:: cout << ss.str() << std::endl;
return 0;
}
再生成后16为序号数(4-12),其中是生成序号,所以需要保证其唯一性(所以在生成时需要使用原子类型,来实现原子性保证其不能出现重复的情况)
步骤如下:
使用类型 size_t = unsigned long = 8byte(64bit)
- 使用静态的 原子类型< 无符号长整形 > seq(1);//初始化为1,使用无符号长整形,因为刚好8字节
- num = seq调用fetch_add(1);//实现自增,并给到变量num
- 同样在循环生成8个(此处从后往前遍历,7 -> 0,这样才能打印方便观看的序号)
- 同样设置2位,填写0、转成16进制、将num右移一个字节(i*8、每次获取num的前8位,第一个位置为0就不需要移动就能获取到前8位)、按位与上 0xff(保留最后8位)(注意优先级问题)
- 再在生成第7个16进制后打印 - (来实现剩下的:4-12)
这样和前面的8-4-4拼接起来,就形成了:8-4-4-4-12的包含32个16进制数字字符, 最终所有代码合起来如下:
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <random>
#include <chrono>
#include <sstream>//输入输出流
#include <iomanip>
#include <atomic>
int main(){
//创建机器随机数对象
std::random_device rd;
std::mt19937_64 generator(rd());//rd()仿函数生成随机数种子
std::uniform_int_distribution<int> distri(0,255);//uniform_int_distribution是一个限制类
std::stringstream ss;
//使用str打印
for(int i = 0; i < 8 ;i++){//循环8次生成前8byte
ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex <<distri(generator);
if(i == 3 || i == 5 || i == 7){
ss << "-";
}
//将生成的随机数丢给distri对象的仿函数中进行限制大小
}
//实现后8byte的序号
static std::atomic<size_t> seq(1);//初始值为1
//静态原子的保证每次 进来 在之前序号的基础上继续
size_t num = seq.fetch_add(1);//设置 自增长
//同样事在num上操作
//生成后面的 4 - 12,生成byte,16位十六进制
// for(int i = 0;i < 8;i++){
// ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << ((num >> (i*8)) & (0xff));
// //其中 (num >> (i*8) & (0xff)) 的作用是:
// //首先:我们需要将num值每次取出8位,也就是1byte,也就是2位16进制(4位 = 1十六进制),所以每次移动8byte,其中我们拿第一个举例:移动i == 0 的 时候就是取前8为,当为1当时后,先右移1 * 8位,就能取到后面9 ~ 16
// // 然后 需要 按位与& 0xff,这里好理解,通过按位与操作,只取前8位
// if(i == 1 ){//分成 4 - 12
// ss << "-";
// }
// }
//上述写法虽然也ok,但是有点反人性(得到的序号是反过来的)不好看,解决也很简单我们就将循环遍历翻过来就哈
for(int i = 7;i >= 0;i--){
ss << std::setw(2) << std::setfill('0') << std::hex << ((num >> (i*8)) & (0xff));
//其中 (num >> (i*8) & (0xff)) 的作用是:
//首先:我们需要将num值每次取出8位,也就是1byte,也就是2位16进制(4位 = 1十六进制),所以每次移动8byte,其中我们拿第一个举例:移动i == 0 的 时候就是取前8为,当为1当时后,先右移1 * 8位,就能取到后面9 ~ 16
// 然后 需要 按位与& 0xff,这里好理解,通过按位与操作,只取8位
if(i == 6){//分成 4 - 12
ss << "-";
}
}
std:: cout << ss.str() << std::endl;
return 0;
}
最终生成了32位十六进制数值的UUID唯一标识(扩展:该唯一标识若想跨主机使用,该唯一标识就还有一定的可能出现冲突问题,此时我们能在UUID 数值中再加上该主机的MAC地址(该地址一定是每台主机单独的),这样就能一定的保证唯一性)
项目操作(仿MQ):
将上述函数摘出来,放进helper.hpp中,创建类:UUIDHelper,得到静态函数uuid()
本章完。预知后事如何,暂听下回分解。
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