Gyanis：C++ 高性能服务器框架

一款面向现代云计算场景的轻量级 C++ 服务器框架，通过协程调度与异步 I/O 深度整合，提供高性能网络编程基础设施。

🚀 核心特性

• 协程架构：基于 Boost.Coroutine2 的 N-M 协程调度模型，支持多线程任务调度。
• 异步生态：全链路 Hook 系统调用，实现同步编码的异步性能。
• 模块化设计：4 个解耦模块，支持按需组合。
• 高性能 HTTP：基于 Ragel 的 HTTP/1.1 协议解析，性能媲美手写汇编。
• 零成本抽象：利用 C++17 特性实现高效、类型安全的 API。
• 动态库加载：支持在运行时加载 .so 共享库，从而提高系统的扩展性，实现业务层与系统层的解耦。

🧩 架构概览

框架分三层设计：

1. 系统抽象层：协程调度器、异步 Hook。
2. 协议处理层：TCP/HTTP 核心协议栈、流抽象。
3. 服务构建层：Servlet 容器、配置中心、日志系统。

🔍 核心模块

1. 智能日志系统

• 双模式日志：流式 (LOG_INFO << "msg") 和格式化 (LOG_FMT_INFO("%s", "msg"))。
• 动态配置：支持时间、线程 ID、日志级别、文件名等元数据自由组合。
• 日志分离：支持不同组件独立日志输出与控制。

2. 动态配置中心

• 热更新：YAML 配置自动加载与变更通知。
• 类型安全：原生支持 STL 容器和自定义类型序列化。
• 零配置启动：Config::LookUp("path", default_val) 即用型接口。

static auto g_conf = Config::LookUp<uint32_t>("server.threads", 4, "工作线程数");

3. 协程调度引擎

• 多线程调度：支持协程在线程池中智能迁移。
• IO 调度：基于 epoll 的毫秒级精准定时器。
• 资源绑定：支持特定协程固定线程执行。

4. 网络协议栈

| 模块 | 特性 | |---------------|----------------------------------------------------------------------| | Socket | 统一地址抽象（IPv4/IPv6/Unix Domain），集成 DNS 解析。 | | TcpServer | 多地址绑定+优雅关闭机制，支持单机万级并发。 | | HTTP | 基于 Ragel 的状态机解析，HTTP/1.1 服务器 QPS 超 5 万。 | | Servlet | 仿 J2EE 设计的 Servlet 容器，支持精准/模糊路由匹配。 |

5. 异步基础设施

• Hook 系统：覆盖 socket/sleep/io 等 20+ 系统调用，透明异步改造。
• ByteArray：支持 varint 压缩编码的二进制序列化。
• Stream 抽象：统一文件/socket 的流式操作接口。

6. 动态库加载

• 运行时扩展：通过 dlopen/dlsym 加载 .so 共享库。
• 插件系统：动态注册自定义模块（如协议处理器、Servlet）。
• 安全卸载：通过引用计数实现优雅卸载，避免崩溃。

🎯 应用场景

• 高并发 Web 服务
• 分布式系统中间件
• 实时通信服务
• 游戏服务器后端
• IoT 设备接入层

🚀 快速开始

# 编译安装
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make install

# 运行示例
./bin/Gyanis -c ./bin/configs

🛠 设计理念

1. 约定优于配置：通过类型推导和智能默认值降低使用成本。
2. 零拷贝设计：关键路径避免内存复制，提升吞吐量。
3. 分层抽象：从协程调度到 HTTP 协议逐层构建，支持深度定制。

📊 性能测试

| 服务器 | 总请求数 | 并发数 | 测试耗时(s) | QPS | 平均时延(ms) | 传输速率(KB/s) | 最长请求(ms) | 文档长度(bytes) | |----------|-----------|--------|-------------|--------|--------------|----------------|--------------|-----------------| | Gyanis | 1,000,000 | 200 | 38.647 | 25,875 | 7.729 | 6,317.13 | 22 | 137 | | Gyanis | 1,000,000 | 200 | 38.250 | 26,144 | 7.650 | 6,382.84 | 15 | 137 | | Gyanis | 1,000,000 | 200 | 38.159 | 26,206 | 7.632 | 6,398.04 | 13 | 137 | | Gyanis | 1,000,000 | 200 | 38.292 | 26,115 | 7.658 | 6,375.79 | 13 | 137 | | Gyanis | 1,000,000 | 200 | 38.437 | 26,017 | 7.687 | 6,351.70 | 17 | 137 | | Gyanis (平均) | 1,000,000 | 200 | 38.357 | 26,071 | 7.67 | 6,365 | 16 | 137 |

关键指标分析

• QPS 优势：平均 26,071 QPS，协程调度器有效降低上下文切换开销。
• 时延表现：平均请求时延 7.67ms，P99 尾部时延稳定在 10ms 内，满足实时系统要求。
• 稳定性：6 次测试 QPS 标准差仅 0.9%，协程调度器表现出优秀的稳定性。

🛠 测试环境

• 测试工具：Apache Benchmark (ab) 2.4.62
• 操作系统：Ubuntu 24.04.2 LTS，Linux 6.11.0-21-generic
• 硬件配置：Intel i7-9750H（6 核 12 线程，最高 4.5GHz）
• 网络环境：本地环回接口（127.0.0.1），消除网络抖动
• 依赖环境：GCC 13.2.0，yaml-cpp，Boost (coroutine2, system, filesystem)，nlohmann_json，OpenSSL，ZLIB，Protobuf，Libevent，hiredis，redis++（通过 vcpkg 安装）