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《深入理解Nginx:模块开发与架构解析》一3.9 用C++语言编写HTTP模块

简介: 本节书摘来自华章出版社《深入理解Nginx:模块开发与架构解析》一书中的第3章,第3.9节,作者 陶辉,更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看

3.9 用C++语言编写HTTP模块

Nginx及其官方模块都是由C语言开发的,那么能不能使用C++语言来开发Nginx模块呢?C语言是面向过程的编程语言,C++则是面向对象的编程语言,面向对象与面向过程的优劣这里暂且不论,存在即合理。当我们由于各种原因需要使用C++语言实现一个Nginx模块时(例如,某个子功能是用C++语言写成,或者开发团队对C++语言更熟练,又或者就是喜欢使用C++语言),尽管Nginx本身并没有提供相应的方法支持这样做,但由于C语言与C++语言的近亲特性,我们还是可以比较容易达成此目的的。
首先需要弄清楚相关解决方案的设计思路。
不要试图用C++编译器(如G++)来编译Nginx的官方代码,这会带来大量的不可控错误。正确的做法是仍然用C编译器来编译Nginx官方提供的各模块,而用C++编译器来编译用C++语言开发的模块,最后利用C++向前兼容C语言的特性,使用C++编译器把所有的目标文件链接起来(包括C编译器由Nginx官方模块生成的目标文件和C++编译器由第三方模块生成的目标文件),这样才可以正确地生成二进制文件Nginx。
保证C++编译的Nginx模块与C编译的Nginx模块互相适应。所谓互相适应就是C++模块要能够调用Nginx框架提供的C语言方法,而Nginx的HTTP框架也要能够正常地回调C++模块中的方法去处理请求。这一点用C++提供的extern “C”特性即可实现。
下面详述如何实现上述两点内容。

3.9.1 编译方式的修改

Nginx的configure脚本没有对C++语言编译模块提供支持,因此,修改编译方式就有以下两种思路:
1)修改configure相关的脚本。
2)修改configure执行完毕后生成的Makefile文件。
我们推荐使用第2种方法,因为Nginx的一个优点是具备大量的第三方模块,这些模块都是基于官方的configure脚本而写的,擅自修改configure脚本会导致我们的Nginx无法使用第三方模块。
修改Makefile其实是很简单的。首先我们根据3.3.2节介绍的方式来执行configure脚本,之后会生成objs/Makefile文件,此时只需要修改这个文件的3处即可实现C++模块。这里还是以mytest模块为例,代码如下。

CC =   gcc
CXX = g++
CFLAGS =  -pipe  -O -W -Wall -Wpointer-arith -Wno-unused-parameter -Wunused-function -Wunused-variable -Wunused-value -Werror -g
CPP =   gcc -E
LINK =  $(CXX)

…
objs/addon/httpmodule/ngx_http_mytest_module.o: $(ADDON_DEPS) \
        ../sample/httpmodule/ngx_http_mytest_module.c
        $(CXX) -c $(CFLAGS)  $(ALL_INCS) \
                -o objs/addon/httpmodule/ngx_http_mytest_module.o \
                ../sample/httpmodule/ngx_http_mytest_module.cpp
…

下面解释一下上述代码中修改的地方。
在Makefile文件首部新增了一行CXX = g++,即添加了C++编译器。
把链接方式LINK = $(CC)改为了LINK = $(CXX),表示用C++编译器做最后的链接。
把模块的编译方式修改为C++编译器。如果我们只有一个C++源文件,则只要修改一处,但如果有多个C++源文件,则每个地方都需要修改。修改方式是把$(CC)改为$(CXX)。
这样,编译方式即修改完毕。修改源文件后不要轻易执行configure脚本,否则会覆盖已经修改过的Makefile。建议将修改过的Makefile文件进行备份,避免每次执行configure后重新修改Makefile。
注意 确保在操作系统上已经安装了C++编译器。请参照1.3.2节中的方式安装gcc-c++编译器。

3.9.2 程序中的符号转换

C语言与C++语言最大的不同在于编译后的符号有差别(C++为了支持多种面向对象特性,如重载、类等,编译后的方法名与C语言完全不同),这可以通过C++语言提供的extern “C” {}来实现符号的互相识别。也就是说,在C++语言开发的模块中,include包含的Nginx官方头文件都需要使用extern “C”括起来。例如:

extern "C" {
    #include <ngx_config.h>
    #include <ngx_core.h>
    #include <ngx_http.h>
}

这样就可以正常地调用Nginx的各种方法了。
另外,对于希望Nginx框架回调的类似于ngx_http_mytest_handler这样的方法也需要放在extern “C”中。

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