8-Task模块和通用TCP服务器（gen_tcp）

Tasks

我们首先实现一个Echo（回声）服务器来开始我们的TCP服务器之旅。它只是简单地返回从请求中收到的文字。
我们会慢慢地改进这个服务器，使它有监督者来监督，并且可以处理大量连接。

一个TCP服务器，总的来说，实现以下几步：

在可用端口建立socket连接，监听这个端口
等待这个端口的客户端连接，有了就接受它
读取客户端请求并且写回复

我们来实现这些步骤。在程序中，打开文件lib/kv_server.ex，添加以下函数：

我们通过调用KVServer.accept(4040)来启动服务器，其中4040是端口号。在accept/1中，第一步是去监听这个端口，知道socket变成可用状态，然后调用loop_acceptor/1。函数loop_acceptor/1只是一个循环，来接受客户端的连接。
对于每次接受的客户端连接，我们调用serve/1函数。

函数serve/1也是个循环，它一次从socket中读取一行，并将其写进给socket的回复。
注意serve/1使用了管道运算符 |>来表达操作流程。
管道运算符计算左侧函数计算的结果，并将其作为第一个参数传递给右侧函数调用。如：

socket |> read_line() |> write_line(socket)

相当于：

write_line(read_line(socket), socket)

函数read_line/2中使用:gen_tcp.recv/2接收从socket传来的数据。
而write_line/2中使用:gen_tcp.send/2向socket写入数据。

这差不多就是我们为实现这个回声服务器所要做的。让我们试一试。

用iex -S mix在kv_server应用程序中启动对话，执行：

iex> KVServer.accept(4040)

$ telnet 127.0.0.1 4040
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
hello
hello
is it me
is it me
you are looking for?
you are looking for?

输入“hello”，按回车，你就会得到“hello”字样的回复。好牛逼！

退出telnet客户端方法不一，有些用ctrl + ]，有些是quit按回车。

一旦你退出telnet客户端，你会发现IEx会话中打印出一个错误信息：

** (MatchError) no match of right hand side value: {:error, :closed}
    (kv_server) lib/kv_server.ex:41: KVServer.read_line/1
    (kv_server) lib/kv_server.ex:33: KVServer.serve/1
    (kv_server) lib/kv_server.ex:27: KVServer.loop_acceptor/1

这是因为我们还期望从:gen_tcp.recv/2拿数据，但是客户端断了。我们将来要处理这个问题才行。

目前还有个更重要的bug要修：假如TCP接收者挂了怎么办？意为它没有监督者，不会自己重启，要是挂了我们将不能在处理更多的请求。
这就是为啥我们要将它挪进监督树。

我们已经学习了Agent，通用服务器以及事件管理器。它们都可以进行多消息协作，或者管理状态。
但是，若是只需要处理一些任务，选什么呢？

为此提供了所需的功能。
例如，它有start_link/3函数，接受一个模块名、一个函数和函数的参数，从而执行这个传入的函数，并且还是作为监督树的一部分。

我们来试试。打开lib/kv_server.ex，修改下里start/2函数里的监督者：

def start(_type, _args) do
  import Supervisor.Spec
    worker(Task, [KVServer, :accept, [4040]])
  ]
  opts = [strategy: :one_for_one, name: KVServer.Supervisor]
  Supervisor.start_link(children, opts)

改动的意思是要让KVServer.accept(4040)成为一个工人来运行。目前我们暂时hardcode这个端口号，之后再讨论如何修改。

现在，这个服务器是监督树的一部分了，它应该会随着应用程序启动而自动运行。
在终端中输入mix run --no-halt，然后再次用telnet客户端来试试看是否还一切正常：

看，它还是好使！这回就算退了客户端，服务器挂了，你会看到又一个立马起来了。嗯，不错。。。不过它可伸缩性如何？

试着打开两个telnet客户端一起连接，你会注意到，第二个客户端根本不能回声：

$ telnet 127.0.0.1 4040
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
hello
hello?
HELLOOOOOO?

为了让我们的服务器能够处理并发连接，我们需要让一个进程来当接收者，然后派生其它的进程来服务接收到的连接。
一个方案是：

defp loop_acceptor(socket) do
  {:ok, client} = :gen_tcp.accept(socket)
  serve(client)
  loop_acceptor(socket)
end

函数Task.start_link/1类似Task.start_link/3，但是它可以接受一个匿名函数而不是（模块，函数，参数）的组合：

defp loop_acceptor(socket) do
  {:ok, client} = :gen_tcp.accept(socket)
  Task.start_link(fn -> serve(client) end)
  loop_acceptor(socket)
end

我们翻过这个错了，记得吗？

和我们当时在注册表进程中调用KV.Bucket.start_link/0犯的错差不多。它意味着一个bucket挂会导致整个注册表进程挂。

上面的代码页犯了相同的错误：如果我们把serve(client)这个任务和接收者连接起来，那么在处理请求时发生的小事故就会导致请求接收者挂，继而导致连接都挂掉。

当时我们解决这个问题是用了一个简单的一对一监督者。这里我们也将使用相同的办法，除了一点：这个模式在Task中实在是太通用了，
所有Task已经为之提供了一个解决方案—-一个简单的一对一监督者加上临时工（临时的工人），这个我们在之前的监督树中就是这么用的。

让我们再次修改下start/2函数，加个监督者：

def start(_type, _args) do
  import Supervisor.Spec
  children = [
    supervisor(Task.Supervisor, [[name: KVServer.TaskSupervisor]]),
    worker(Task, [KVServer, :accept, [4040]])
  ]
  opts = [strategy: :one_for_one, name: KVServer.Supervisor]
  Supervisor.start_link(children, opts)
end

我们简单地启动了一个Task.Supervisor进程，
名字叫Task.Supervisor。记住，因为接收者任务依赖于这个监督者，因此该监督者必须先启动。

现在我们只需修改loop_acceptor/2，使用Task.Supervisor来处理每个请求：

用命令mix run --no-halt启动新的服务器，现在就可以打开多个客户端来连接了。而且你会发现一个客户端退出不会让接收者挂掉。
好棒！

一下是完整的服务器实现，在单个模块中：

defmodule KVServer do
  @doc false
  def start(_type, _args) do
    import Supervisor.Spec
    children = [
      supervisor(Task.Supervisor, [[name: KVServer.TaskSupervisor]]),
    ]
    opts = [strategy: :one_for_one, name: KVServer.Supervisor]
    Supervisor.start_link(children, opts)
  end
  @doc """
  Starts accepting connections on the given `port`.
  """
  def accept(port) do
    {:ok, socket} = :gen_tcp.listen(port,
                      [:binary, packet: :line, active: false])
    IO.puts "Accepting connections on port #{port}"
    loop_acceptor(socket)
  end
  defp loop_acceptor(socket) do
    {:ok, client} = :gen_tcp.accept(socket)
    Task.Supervisor.start_child(KVServer.TaskSupervisor, fn -> serve(client) end)
    loop_acceptor(socket)
  end
  defp serve(socket) do
    socket
    |> read_line()
    |> write_line(socket)
    serve(socket)
  end
  defp read_line(socket) do
    {:ok, data} = :gen_tcp.recv(socket, 0)
    data
  end
  defp write_line(line, socket) do
    :gen_tcp.send(socket, line)
end

因为我们修改了监督者的需求，我们会问：我们的监督者策略还适用吗？

下一章我们将开始解析客户请求，然后发送回复，从而完成我们的服务器。

8. 任务和gen_tcp

8-Task模块和通用TCP服务器（gen_tcp）