UDT Server启动之后，基于UDT协议的UDP数据可靠传输才成为可能，因而接下来分析与UDT Server有关的几个主要API的实现，来了解下UDT Server是如何listening在特定UDP端口上的。主要有UDT::bind()，UDT::listen()和UDT::accept()等几个函数。
bind过程
通常UDT Server在创建UDT Socket之后，首先就要调用UDT::bind()，与一个特定的本地UDP端口地址进行绑定，以便可以在希望的端口上监听。这里来看一下UDT::bind()的实现：
int CUDTUnited::bind(const UDTSOCKET u, const sockaddr* name, int namelen) {
CUDTSocket* s = locate(u);
if (NULL == s)
throw CUDTException(5, 4, 0);
CGuard cg(s->m_ControlLock);
// cannot bind a socket more than once
if (INIT != s->m_Status)
throw CUDTException(5, 0, 0);
// check the size of SOCKADDR structure
if (AF_INET == s->m_iIPversion) {
if (namelen != sizeof(sockaddr_in))
throw CUDTException(5, 3, 0);
} else {
if (namelen != sizeof(sockaddr_in6))
throw CUDTException(5, 3, 0);
}
s->m_pUDT->open();
updateMux(s, name);
s->m_Status = OPENED;
// copy address information of local node
s->m_pUDT->m_pSndQueue->m_pChannel->getSockAddr(s->m_pSelfAddr);
return 0;
}
int CUDTUnited::bind(UDTSOCKET u, UDPSOCKET udpsock) {
CUDTSocket* s = locate(u);
if (NULL == s)
throw CUDTException(5, 4, 0);
CGuard cg(s->m_ControlLock);
// cannot bind a socket more than once
if (INIT != s->m_Status)
throw CUDTException(5, 0, 0);
sockaddr_in name4;
sockaddr_in6 name6;
sockaddr* name;
socklen_t namelen;
if (AF_INET == s->m_iIPversion) {
namelen = sizeof(sockaddr_in);
name = (sockaddr*) &name4;
} else {
namelen = sizeof(sockaddr_in6);
name = (sockaddr*) &name6;
}
if (-1 == ::getsockname(udpsock, name, &namelen))
throw CUDTException(5, 3);
s->m_pUDT->open();
updateMux(s, name, &udpsock);
s->m_Status = OPENED;
// copy address information of local node
s->m_pUDT->m_pSndQueue->m_pChannel->getSockAddr(s->m_pSelfAddr);
return 0;
}
int CUDT::bind(UDTSOCKET u, const sockaddr* name, int namelen) {
try {
return s_UDTUnited.bind(u, name, namelen);
} catch (CUDTException& e) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(e));
return ERROR;
} catch (bad_alloc&) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(3, 2, 0));
return ERROR;
} catch (...) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(-1, 0, 0));
return ERROR;
}
}
int CUDT::bind(UDTSOCKET u, UDPSOCKET udpsock) {
try {
return s_UDTUnited.bind(u, udpsock);
} catch (CUDTException& e) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(e));
return ERROR;
} catch (bad_alloc&) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(3, 2, 0));
return ERROR;
} catch (...) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(-1, 0, 0));
return ERROR;
}
}
int bind(UDTSOCKET u, const struct sockaddr* name, int namelen) {
return CUDT::bind(u, name, namelen);
}
int bind2(UDTSOCKET u, UDPSOCKET udpsock) {
return CUDT::bind(u, udpsock);
}
UDT主要提供了两个bind接口，分别是UDT::bind()和，UDT::bind2()。UDT::bind()将一个UDT Socket与一个struct sockaddr对象描述的地址进行绑定，这需要UDT自己先创建相应的系统UDP socket，并将该系统UDP socket绑定到地址，然后把UDT Socket绑定到该系统UDP socket；UDT::bind2()则将一个UDT Socket直接与一个已经创建好的系统UDP socket进行绑定。
这两个API的实现结构与UDT::socket()的实现结构基本一致，一样是分为3层：UDT命名空间中提供了给应用程序调用的接口，可称为UDT API或User API；User API调用CUDT API，这一层主要用来做错误处理，也就是捕获动作实际执行过程中抛出的异常并保存起来，然后给应用程序使用；CUDT API调用CUDTUnited中API的实现。
这里主要来看CUDTUnited中bind()函数的实现。先来看CUDTUnited::bind(const UDTSOCKET u, const sockaddr* name, int namelen)函数的实现：
1. 调用CUDTUnited::locate()，根据SocketID，也就是UDT Socket handle在CUDTUnited的std::map<UDTSOCKET, CUDTSocket*> m_Sockets中找到对应的CUDTSocket结构(src/api.cpp)：
CUDTSocket* CUDTUnited::locate(const UDTSOCKET u) {
CGuard cg(m_ControlLock);
map<UDTSOCKET, CUDTSocket*>::iterator i = m_Sockets.find(u);
if ((i == m_Sockets.end()) || (i->second->m_Status == CLOSED))
return NULL;
return i->second;
}
若找不到，则直接返回；否则，继续执行。
2. 检查CUDTSocket对象的状态，如果当前的状态不为INIT，直接抛异常退出；否则，继续执行。
3. 根据本地IP地址的版本，检查绑定到的目标地址的长度的有效性。IP版本是在UDT Socket创建时指定的。如果无效，则直接抛异常退出；否则，继续执行。
4. 执行相应的CUDT的open()操作(src/core.cpp)：
void CUDT::open() {
CGuard cg(m_ConnectionLock);
// Initial sequence number, loss, acknowledgement, etc.
m_iPktSize = m_iMSS - 28;
m_iPayloadSize = m_iPktSize - CPacket::m_iPktHdrSize;
m_iEXPCount = 1;
m_iBandwidth = 1;
m_iDeliveryRate = 16;
m_iAckSeqNo = 0;
m_ullLastAckTime = 0;
// trace information
m_StartTime = CTimer::getTime();
m_llSentTotal = m_llRecvTotal = m_iSndLossTotal = m_iRcvLossTotal = m_iRetransTotal = m_iSentACKTotal =
m_iRecvACKTotal = m_iSentNAKTotal = m_iRecvNAKTotal = 0;
m_LastSampleTime = CTimer::getTime();
m_llTraceSent = m_llTraceRecv = m_iTraceSndLoss = m_iTraceRcvLoss = m_iTraceRetrans = m_iSentACK = m_iRecvACK =
m_iSentNAK = m_iRecvNAK = 0;
m_llSndDuration = m_llSndDurationTotal = 0;
// structures for queue
if (NULL == m_pSNode)
m_pSNode = new CSNode;
m_pSNode->m_pUDT = this;
m_pSNode->m_llTimeStamp = 1;
m_pSNode->m_iHeapLoc = -1;
if (NULL == m_pRNode)
m_pRNode = new CRNode;
m_pRNode->m_pUDT = this;
m_pRNode->m_llTimeStamp = 1;
m_pRNode->m_pPrev = m_pRNode->m_pNext = NULL;
m_pRNode->m_bOnList = false;
m_iRTT = 10 * m_iSYNInterval;
m_iRTTVar = m_iRTT >> 1;
m_ullCPUFrequency = CTimer::getCPUFrequency();
// set up the timers
m_ullSYNInt = m_iSYNInterval * m_ullCPUFrequency;
// set minimum NAK and EXP timeout to 100ms
m_ullMinNakInt = 300000 * m_ullCPUFrequency;
m_ullMinExpInt = 300000 * m_ullCPUFrequency;
m_ullACKInt = m_ullSYNInt;
m_ullNAKInt = m_ullMinNakInt;
uint64_t currtime;
CTimer::rdtsc(currtime);
m_ullLastRspTime = currtime;
m_ullNextACKTime = currtime + m_ullSYNInt;
m_ullNextNAKTime = currtime + m_ullNAKInt;
m_iPktCount = 0;
m_iLightACKCount = 1;
m_ullTargetTime = 0;
m_ullTimeDiff = 0;
// Now UDT is opened.
m_bOpened = true;
}
在这个函数中，主要还是对变量的初始化，后面会再结合UDT可靠传输的具体机制，来说明这些变量的具体含义。
5. 执行updateMux()函数更新UDT Socket的多路复用器的相关信息，后面我们会再来详细了解这个更新操作。
6. 将CUDTSocket对象的状态更新为OPENED。
7. 将发送队列的Channel的地址信息拷贝到本节点的s->m_pSelfAddr，m_pSelfAddrde对象的内存空间是在创建UDT Socket的CUDTUnited::newSocket()函数中分配的。
后面会再来解释UDT中Channel和多路复用器Multipexer的含义。
8. 返回0给调用者表示成功结束。
再来看CUDTUnited::bind(UDTSOCKET u, UDPSOCKET udpsock)函数将UDT Socket绑定到一个已经创建好的系统UDP socket的过程：
1. 调用CUDTUnited::locate()，根据SocketID，也就是UDT Socket handle在CUDTUnited的std::map<UDTSOCKET, CUDTSocket*> m_Sockets中找到对应的CUDTSocket结构。若找不到，则直接返回；否则，继续执行。
2. 检查CUDTSocket对象的状态，如果当前的状态不为INIT，直接抛异常退出；否则，继续执行。
3. 获取系统UDP socket的网络地址(含端口信息)。若获取失败则抛异常推出；否则，继续执行。
4. 执行相应的CUDT的open()操作对一些变量进行初始化。
5. 执行updateMux()函数更新UDT Socket的多路复用器的相关信息，后面我们会再来详细了解这个更新操作。
6. 将CUDTSocket对象的状态更新为OPENED。
7. 将发送队列的Channel的地址信息拷贝到本节点的s->m_pSelfAddr，m_pSelfAddrde对象的内存空间是在创建UDT Socket的CUDTUnited::newSocket()函数中分配的。
后面会再来解释UDT中Channel和多路复用器Multipexer的含义。
8. 返回0给调用者表示成功结束。m_MultiplexerLock
总体来说，bind操作使的UDT Socket状态机的状态由INIT状态，转换到了OPENED状态。
CUDTUnited的这两个bind()函数有如此多的重复逻辑，总让人觉得，是有方法做进一步的抽象，以消除重复的逻辑，并使这两个函数的实现都更加精简的。
UDT Socket与多路复用器的关联
bind()操作所做的最最重要的事大概就是将UDT Socket与多路复用器关联，也就是CUDTUnited::updateMux()函数的执行了。为了后面能够更清晰地说明更新多路复用器的操作过程，这里先说明一下UDT的多路复用器CMultiplexer、通道CChannel、发送队列CSndQueue和接收队列CRcvQueue的含义。
UDT中的通道CChannel是系统UDP socket的一个封装，它主要封装了系统UDP socket handle，IP版本号，socket地址的长度，发送缓冲区的大小及接收缓冲区的大小等信息，并提供了用于操作 系统UDP socket进行数据收发或属性设置等动作的函数。我们可以看一下这个class的定义(src/channel.h)：
class CChannel {
public:
CChannel();
CChannel(int version);
~CChannel();
// Functionality:
// Open a UDP channel.
// Parameters:
// 0) [in] addr: The local address that UDP will use.
// Returned value:
// None.
void open(const sockaddr* addr = NULL);
// Functionality:
// Open a UDP channel based on an existing UDP socket.
// Parameters:
// 0) [in] udpsock: UDP socket descriptor.
// Returned value:
// None.
void open(UDPSOCKET udpsock);
// Functionality:
// Disconnect and close the UDP entity.
// Parameters:
// None.
// Returned value:
// None.
void close() const;
// Functionality:
// Get the UDP sending buffer size.
// Parameters:
// None.
// Returned value:
// Current UDP sending buffer size.
int getSndBufSize();
// Functionality:
// Get the UDP receiving buffer size.
// Parameters:
// None.
// Returned value:
// Current UDP receiving buffer size.
int getRcvBufSize();
// Functionality:
// Set the UDP sending buffer size.
// Parameters:
// 0) [in] size: expected UDP sending buffer size.
// Returned value:
// None.
void setSndBufSize(int size);
// Functionality:
// Set the UDP receiving buffer size.
// Parameters:
// 0) [in] size: expected UDP receiving buffer size.
// Returned value:
// None.
void setRcvBufSize(int size);
// Functionality:
// Query the socket address that the channel is using.
// Parameters:
// 0) [out] addr: pointer to store the returned socket address.
// Returned value:
// None.
void getSockAddr(sockaddr* addr) const;
// Functionality:
// Send a packet to the given address.
// Parameters:
// 0) [in] addr: pointer to the destination address.
// 1) [in] packet: reference to a CPacket entity.
// Returned value:
// Actual size of data sent.
int sendto(const sockaddr* addr, CPacket& packet) const;
// Functionality:
// Receive a packet from the channel and record the source address.
// Parameters:
// 0) [in] addr: pointer to the source address.
// 1) [in] packet: reference to a CPacket entity.
// Returned value:
// Actual size of data received.
int recvfrom(sockaddr* addr, CPacket& packet) const;
private:
void setUDPSockOpt();
private:
int m_iIPversion; // IP version
int m_iSockAddrSize; // socket address structure size (pre-defined to avoid run-time test)
UDPSOCKET m_iSocket; // socket descriptor
int m_iSndBufSize; // UDP sending buffer size
int m_iRcvBufSize; // UDP receiving buffer size
};
接收队列CRcvQueue在初始化时会起一个线程，该线程在被停掉前，会不断地由CChannel接收其它节点发送过来的UDP消息，可以将这个线程看做是listening在系统UDP 端口上的一个UDP Server。在接收到消息之后，该线程会根据消息的类型及目标 SocketID，把消息dispatch给不同的UDT Socket的CUDT对象。比如对于Handshake类型的消息就会dispatch给listening的UDT Socket的CUDT对象。后面我们研究具体的消息收发的时候再来仔细看这个类的设计。
发送队列CSndQueue，主要用于同步地向特定的目标发送一个UDT的Packet，或者在适当的时机异步地发送一些消息，它同样会在初始化是起一个线程，用来执行异步地发送任务。这个class是UDT做可靠传输的一个比较关键的class，后面我们研究具体的消息收发的时候再来仔细看这个类的设计。
UDT的多路复用器结构CMultiplexer将所有这些与特定的系统UDP socket相关联的CChannel，CRcvQueue，CSndQueue包在一起，并描述了这个系统UDP socket收发的数据的一些公有属性，有UDP 端口号，IP版本号，最大的包大小，引用计数，是否可复用，及用做哈希索引的ID等。可以看一下这个class的定义：
struct CMultiplexer {
CSndQueue* m_pSndQueue; // The sending queue
CRcvQueue* m_pRcvQueue; // The receiving queue
CChannel* m_pChannel; // The UDP channel for sending and receiving
CTimer* m_pTimer; // The timer
int m_iPort; // The UDP port number of this multiplexer
int m_iIPversion; // IP version
int m_iMSS; // Maximum Segment Size
int m_iRefCount; // number of UDT instances that are associated with this multiplexer
bool m_bReusable; // if this one can be shared with others
int m_iID; // multiplexer ID
CMultiplexer()
: m_pSndQueue(NULL),
m_pRcvQueue(NULL),
m_pChannel(NULL),
m_pTimer(NULL),
m_iPort(0),
m_iIPversion(0),
m_iMSS(0),
m_iRefCount(0),
m_bReusable(true),
m_iID(0) {
}
};
接着来看CUDTUnited::updateMux()函数的定义(src/api.cpp)：
void CUDTUnited::updateMux(CUDTSocket* s, const sockaddr* addr, const UDPSOCKET* udpsock) {
CGuard cg(m_ControlLock);
CMultiplexer m;
if ((s->m_pUDT->m_bReuseAddr) && (NULL != addr)) {
int port = (AF_INET == s->m_pUDT->m_iIPversion) ?
ntohs(((sockaddr_in*) addr)->sin_port) : ntohs(((sockaddr_in6*) addr)->sin6_port);
// find a reusable address
for (map<int, CMultiplexer>::iterator i = m_mMultiplexer.begin(); i != m_mMultiplexer.end(); ++i) {
if ((i->second.m_iIPversion == s->m_pUDT->m_iIPversion) && (i->second.m_iMSS == s->m_pUDT->m_iMSS)
&& i->second.m_bReusable) {
if (i->second.m_iPort == port) {
// reuse the existing multiplexer
m = i->second;
break;
}
}
}
}
// a new multiplexer is needed
if (m.m_iID == 0) {
m.m_iMSS = s->m_pUDT->m_iMSS;
m.m_iIPversion = s->m_pUDT->m_iIPversion;
m.m_bReusable = s->m_pUDT->m_bReuseAddr;
m.m_iID = s->m_SocketID;
m.m_pChannel = new CChannel(s->m_pUDT->m_iIPversion);
m.m_pChannel->setSndBufSize(s->m_pUDT->m_iUDPSndBufSize);
m.m_pChannel->setRcvBufSize(s->m_pUDT->m_iUDPRcvBufSize);
try {
if (NULL != udpsock)
m.m_pChannel->open(*udpsock);
else
m.m_pChannel->open(addr);
} catch (CUDTException& e) {
m.m_pChannel->close();
delete m.m_pChannel;
throw e;
}
sockaddr* sa =
(AF_INET == s->m_pUDT->m_iIPversion) ? (sockaddr*) new sockaddr_in : (sockaddr*) new sockaddr_in6;
m.m_pChannel->getSockAddr(sa);
m.m_iPort = (AF_INET == s->m_pUDT->m_iIPversion) ?
ntohs(((sockaddr_in*) sa)->sin_port) : ntohs(((sockaddr_in6*) sa)->sin6_port);
if (AF_INET == s->m_pUDT->m_iIPversion)
delete (sockaddr_in*) sa;
else
delete (sockaddr_in6*) sa;
m.m_pTimer = new CTimer;
m.m_pSndQueue = new CSndQueue;
m.m_pSndQueue->init(m.m_pChannel, m.m_pTimer);
m.m_pRcvQueue = new CRcvQueue;
m.m_pRcvQueue->init(32, s->m_pUDT->m_iPayloadSize, m.m_iIPversion, 1024, m.m_pChannel, m.m_pTimer);
m_mMultiplexer[m.m_iID] = m;
}
++m.m_iRefCount;
s->m_pUDT->m_pSndQueue = m.m_pSndQueue;
s->m_pUDT->m_pRcvQueue = m.m_pRcvQueue;
s->m_iMuxID = m.m_iID;
}
1. 这个函数首先会在已经创建的多路复用器的map中查找，看看是否存在 要与多路复用器关联的UDT Socket可用的多路复用器存在。对于一个UDT Socket来说，UDT Socket本身网络地址可复用，且某个多路复用器同时满足它的CChannel的UDP端口号与UDT Socket要bind的目标UDP端口号匹配，它的CChannel的IP地址版本及MSS与UDT Socket的IP地址版本及MSS匹配，它本身可复用，则该多路复用器就是该UDT Socket可用的多路复用器。
2. 若在前面的步骤中，没有找到可用的多路复用器，则创建一个。
根据UDT Socket的MSS值，IP版本号，及地址的可复用性来初始化CMultiplexer的对应值。设置CMultiplexer的ID为UDT Socket的SocketID。也就是说，某个CMultiplexer的ID就是与它关联的首个UDT Socket的SocketID。
创建CChannel，设置系统UDP socket发送缓冲区及接收缓冲区的大小。并执行CChannel的open()操作。在CChannel::open()中如果不是绑定的已经创建好的系统UDP socket的话，它会自行创建系统UDP socket，并绑定到目标端口上。
获取CChannel实际绑定的UDP端口号，赋值给m.m_iPort。
创建CTimer。
创建并初始化CSndQueue。
创建并初始化CRcvQueue。
将新建的CMultiplexer放进std::map<int, CMultiplexer> m_mMultiplexer中。
在CUDTUnited类定义中可以看到如下几行：
private:
std::map<int, CMultiplexer> m_mMultiplexer; // UDP multiplexer
pthread_mutex_t m_MultiplexerLock;
原本设计似乎是要用m_MultiplexerLock来保证对m_mMultiplexer多线程的互斥访问的，但却没有一个地方有用到这个m_MultiplexerLock。不知是发现保护全无必要，还是有所遗漏？
3. 将UDT Socket与多路复用器关联起来，不管是找到的现成可用的，还是完全新创建的。这里可以看到所谓的将UDT Socket与多路复用器关联的含义，即是让CUDTSocket的CUDT对象m_pUDT的发送队列和接收队列指向CMultiplexer的发送队列和接收队列，设置CUDTSocket的多路复用器ID为CMultiplexer的ID m_iID，这样后面CUDTSocket和CUDT就可以使用发送队列CSndQueue和接收队列CRcvQueue进行数据的收发，并可在需要的时候找到相关的CMultiplexer对象了。
自此之后，CUDTSocket就有了可以用来收发数据的设施了。
总结一下UDT bind的主要过程。UDT bind过程中，做的最主要的事情就是，根据一个已经创建好的UDT Socket的一些信息及要绑定的本地UDP端口，找到或创建一个多路复用器CMultiplexer，将UDT Socket与该CMultiplexer关联，即设置CUDTSocket的多路复用器ID m_iMuxID为该CMultiplexer的ID，UDT Socket的发送队列指针和接收队列指针指向该CMultiplexer的发送队列和接收队列。后续UDT Socket就可以通过发送队列/接收队列及它们的CChannel进行数据的收发了。在这个过程中，UDT Socket状态机完成了状态由INIT到OPENED的转变。
listen过程
在UDT Server端，对UDT Socket执行了bind操作之后，就可以执行listen来等待其它节点的连接了。这里来看下UDT listen的过程(src/api.cpp)：
int CUDTUnited::listen(const UDTSOCKET u, int backlog) {
CUDTSocket* s = locate(u);
if (NULL == s)
throw CUDTException(5, 4, 0);
CGuard cg(s->m_ControlLock);
// do nothing if the socket is already listening
if (LISTENING == s->m_Status)
return 0;
// a socket can listen only if is in OPENED status
if (OPENED != s->m_Status)
throw CUDTException(5, 5, 0);
// listen is not supported in rendezvous connection setup
if (s->m_pUDT->m_bRendezvous)
throw CUDTException(5, 7, 0);
if (backlog <= 0)
throw CUDTException(5, 3, 0);
s->m_uiBackLog = backlog;
try {
s->m_pQueuedSockets = new set<UDTSOCKET>;
s->m_pAcceptSockets = new set<UDTSOCKET>;
} catch (...) {
delete s->m_pQueuedSockets;
delete s->m_pAcceptSockets;
throw CUDTException(3, 2, 0);
}
s->m_pUDT->listen();
s->m_Status = LISTENING;
return 0;
}
int CUDT::listen(UDTSOCKET u, int backlog) {
try {
return s_UDTUnited.listen(u, backlog);
} catch (CUDTException& e) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(e));
return ERROR;
} catch (bad_alloc&) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(3, 2, 0));
return ERROR;
} catch (...) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(-1, 0, 0));
return ERROR;
}
}
int listen(UDTSOCKET u, int backlog) {
return CUDT::listen(u, backlog);
}
这个API的实现同样分为3层，UDT命名空间提供的直接给应用程序调用User API层，CUDT API层用于做异常处理，CUDTUnited具体实现API的功能。这里直接来分析CUDTUnited::listen()函数：
1. 调用CUDTUnited::locate()，查找UDT Socket对应的CUDTSocket结构。若找不到，则抛出异常直接返回；否则，继续执行。
2. 检查CUDTSocket对象的状态，如果当前的状态为LISTENING，则说明UDT Socket已经处于监听状态了，直接返回；若当前状态不为OPENED，直接抛异常退出，否则，继续执行。这就限制了只有经过了bind操作的UDT Socket才能监听，也就是UDT Socket的状态只能由OPENED转为LISTENING。
3. 检查是否是rendezvous的UDT Socket，若是则抛出异常推出。这确保在监听的UDT Socket不能为rendezvous的。
4. 检查传入的backlog参数并进行设置。backlog参数用于指定Listening的UDT Socket同一时刻能够处理的最大的等待连接的请求数。Listening的UDT Socket在收到连接请求的Handshake消息后，经过几次来回确认，会创建新的UDT Socket以便于通过UDT::accept()函数返回给应用程序，用于与请求连接的发起方进行通信。backlog值用于限定，还没有通过accept()返回的新创建的UDT Socket的个数。
5. 创建两个UDTSOCKET的集合m_pQueuedSockets和m_pAcceptSockets，前者为Listening的UDT Socket的连接已经成功建立但还未通过UDT::accept()返回给应用程序的UDT Socket的集合；而后者则是已经通过UDT::accept()返回给应用程序的UDT Socket的集合。
6. 执行UDTSocket的CUDT的listen()操作，可以看一下CUDT listen动作的具体含义(src/core.cpp)：
void CUDT::listen() {
CGuard cg(m_ConnectionLock);
if (!m_bOpened)
throw CUDTException(5, 0, 0);
if (m_bConnecting || m_bConnected)
throw CUDTException(5, 2, 0);
// listen can be called more than once
if (m_bListening)
return;
// if there is already another socket listening on the same port
if (m_pRcvQueue->setListener(this) < 0)
throw CUDTException(5, 11, 0);
m_bListening = true;
}
先是进行状态的合法性检查。
然后执行m_pRcvQueue->setListener(this)，将本CUDT设置为接收队列的listener。
最后设置CUDT的状态m_bListening为true。
这里可以看出CUDTSocket与CUDT是表示UDT Socket的两层状态机，它们的状态之间有关联，但又有各自的描述方法。这样似乎大大增加了这个UDT Socket状态管理的复杂度了。
再来看一下CRcvQueue::setListener()(src/queue.cpp)：
int CRcvQueue::setListener(CUDT* u) {
CGuard lslock(m_LSLock);
if (NULL != m_pListener)
return -1;
m_pListener = u;
return 0;
}
设置接收队列CRcvQueue的Listener。
7. 设置CUDTSocket的状态为LISTENING并返回。
可以看到对于UDT::listen()的调用，促使UDT Socket的状态由OPENED转换为了LISTENING。UDT::listen()主要的作用就是 为与UDT Socket关联的特定端口上的多路复用器CMultiplexer的接收队列CRcvQueue设置listener，这个动作最主要的意义在于消息的dispatch。我们知道CMultiplexer的接收队列CRcvQueue在创建、初始化时会起一个线程，不断地试图从网络接收UDP消息，在收到消息之后，将消息dispatch给不同的UDT Socket处理，其中的Handshake等消息，就会被dispatch给listener CUDT处理。后面在具体研究消息的收发时会再来详细研究这个过程。
accept过程
UDT Server端在对listening执行了UDT::listen()操作之后，就可以执行UDT::accept()操作来等待其它节点连接自己了。来看一下UDT::accept()的执行过程(src/api.cpp)：
UDTSOCKET CUDTUnited::accept(const UDTSOCKET listen, sockaddr* addr, int* addrlen) {
if ((NULL != addr) && (NULL == addrlen))
throw CUDTException(5, 3, 0);
CUDTSocket* ls = locate(listen);
if (ls == NULL)
throw CUDTException(5, 4, 0);
// the "listen" socket must be in LISTENING status
if (LISTENING != ls->m_Status)
throw CUDTException(5, 6, 0);
// no "accept" in rendezvous connection setup
if (ls->m_pUDT->m_bRendezvous)
throw CUDTException(5, 7, 0);
UDTSOCKET u = CUDT::INVALID_SOCK;
bool accepted = false;
// !!only one conection can be set up each time!!
#ifndef WIN32
while (!accepted) {
pthread_mutex_lock(&(ls->m_AcceptLock));
if ((LISTENING != ls->m_Status) || ls->m_pUDT->m_bBroken) {
// This socket has been closed.
accepted = true;
} else if (ls->m_pQueuedSockets->size() > 0) {
u = *(ls->m_pQueuedSockets->begin());
ls->m_pAcceptSockets->insert(ls->m_pAcceptSockets->end(), u);
ls->m_pQueuedSockets->erase(ls->m_pQueuedSockets->begin());
accepted = true;
} else if (!ls->m_pUDT->m_bSynRecving) {
accepted = true;
}
if (!accepted && (LISTENING == ls->m_Status))
pthread_cond_wait(&(ls->m_AcceptCond), &(ls->m_AcceptLock));
if (ls->m_pQueuedSockets->empty())
m_EPoll.update_events(listen, ls->m_pUDT->m_sPollID, UDT_EPOLL_IN, false);
pthread_mutex_unlock(&(ls->m_AcceptLock));
}
#else
while (!accepted)
{
WaitForSingleObject(ls->m_AcceptLock, INFINITE);
if (ls->m_pQueuedSockets->size() > 0)
{
u = *(ls->m_pQueuedSockets->begin());
ls->m_pAcceptSockets->insert(ls->m_pAcceptSockets->end(), u);
ls->m_pQueuedSockets->erase(ls->m_pQueuedSockets->begin());
accepted = true;
}
else if (!ls->m_pUDT->m_bSynRecving)
accepted = true;
ReleaseMutex(ls->m_AcceptLock);
if (!accepted & (LISTENING == ls->m_Status))
WaitForSingleObject(ls->m_AcceptCond, INFINITE);
if ((LISTENING != ls->m_Status) || ls->m_pUDT->m_bBroken)
{
// Send signal to other threads that are waiting to accept.
SetEvent(ls->m_AcceptCond);
accepted = true;
}
if (ls->m_pQueuedSockets->empty())
m_EPoll.update_events(listen, ls->m_pUDT->m_sPollID, UDT_EPOLL_IN, false);
}
#endif
if (u == CUDT::INVALID_SOCK) {
// non-blocking receiving, no connection available
if (!ls->m_pUDT->m_bSynRecving)
throw CUDTException(6, 2, 0);
// listening socket is closed
throw CUDTException(5, 6, 0);
}
if ((addr != NULL) && (addrlen != NULL)) {
if (AF_INET == locate(u)->m_iIPversion)
*addrlen = sizeof(sockaddr_in);
else
*addrlen = sizeof(sockaddr_in6);
// copy address information of peer node
memcpy(addr, locate(u)->m_pPeerAddr, *addrlen);
}
return u;
}
UDTSOCKET CUDT::accept(UDTSOCKET u, sockaddr* addr, int* addrlen) {
try {
return s_UDTUnited.accept(u, addr, addrlen);
} catch (CUDTException& e) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(e));
return INVALID_SOCK;
} catch (...) {
s_UDTUnited.setError(new CUDTException(-1, 0, 0));
return INVALID_SOCK;
}
}
UDTSOCKET accept(UDTSOCKET u, struct sockaddr* addr, int* addrlen) {
return CUDT::accept(u, addr, addrlen);
}
这个API实现的3层结构与UDT::bind()，UDT::listen()一样，不再赘述。来看CUDTUnited::accept()的实现：
1. 调用CUDTUnited::locate()，查找UDT Socket对应的CUDTSocket结构。若找不到，则抛出异常直接返回；否则，继续执行。
2. 检查CUDTSocket对象的状态。可见CUDTUnited::accept()操作要求相应的UDT Socket必须处于LISTENING状态，且不能为Rendezvous模式。这个地方对于ls->m_pUDT->m_bRendezvous的检查似乎有些多余了，在CUDTUnited::listen()中可以看到，如果UDT Socket处于Rendezvous模式的话，根本就不可能完成状态由OPENED到LISTENING的转换，因而对于UDT Socket LISTENING状态的检查已经足够了。
3. 通过一个循环来等待其它节点的连接。这指的是，等待ls->m_pQueuedSockets中被放入为新的连接创建的UDT Socket。有新的连接时，CUDTUnited::accept()线程被唤醒，它会将UDT Socket从ls->m_pQueuedSockets中移到ls->m_pAcceptSockets，并准备将UDT Socket返回给调用者。当然CUDTUnited::accept()的等待过程结束的条件不只是有新连接进来，在Listening的UDT Socket被closed掉时，ls->m_pUDT->m_bBroken会被设置，UDT Socket的状态也可能会发生变化，此时等待过程会结束；或者UDT Socket处于同步接收状态，则无论是否有新连接，等待过程都会尽快结束。
4. 等待连接的过程意外退出，也就是在没有等到新连接进来的情况下等待过程就退出了的情况下，抛出异常退出。如果UDT Socket处于同步接收状态，抛出某个类型的异常，否则抛出另外一种类型的异常来表示UDT Socket被关闭了。这个地方的逻辑，向调用者展示的异常信息可能具有误导性，比如一个同步接收的UDT Socket被关闭了，向调用者展示的信息似乎仍然表明，UDT Socket是由于同步接收的问题而没有等到新连接进来才退出的。
5. 等到了新连接进来的情况下，将发起端的网络地址拷贝给调用者。
6. 将新UDT Socket的SocketID返回给调用者。
可以看到，UDT::accept()这个地方是一个典型的生产者-消费者模型。UDT::accept()是消费者，消费的对象是ls->m_pQueuedSockets中的UDT Socket。我们分析UDT::accept()函数的实现，只能看到这个关于生产-消费的故事的一半，另一半关于生产的故事则需要通过更仔细地分析CRcvQueue::worker()的执行来了解了。
总结一下这几个操作与Listening Socket状态变化之间的关系，如下图所示：
Done.
