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Drogon: 一个开源的C++高性能Web框架

news 2025/10/26 9:05:57

目录

1.简介

2.安装方法

3.快速入门示例

3.1.创建简单的Web服务

3.2.控制器类路由

3.3.数据库集成与ORM

3.4.过滤器-实现AOP切面编程

3.5.构建RESTful API

4.完整功能示例

5.性能与适用场景

6.总结

学习资源

1.简介

        Drogon是一个基于C++14/17/20编写的高性能HTTP Web应用框架，它的设计目标是充分利用 C++ 的性能优势，同时简化 Web 开发流程，适合构建高并发、低延迟的后端服务。它采用异步非阻塞的架构设计，使用epoll（Linux）和kqueue（macOS/FreeBSD）等高效事件处理机制，即使在大量并发请求下也能保持出色的性能表现。Drogon是跨平台的，支持Linux、macOS、FreeBSD、OpenBSD和Windows等多种操作系统。

        它的核心特性有：

1.高性能异步架构：基于事件驱动模型（依赖 epoll/kqueue 等 IO 复用机制），支持异步非阻塞 IO，能高效处理大量并发连接，性能接近原生 C 开发的服务。

2.全面的 HTTP 支持：

  • 支持 HTTP/1.0、HTTP/1.1，以及 HTTPS（基于 OpenSSL）；
  • 内置 RESTful API 路由系统，支持多种路由定义方式（函数、lambda、控制器类）；
  • 支持请求参数解析、Cookie/Session 管理、文件上传下载等。

3.WebSocket 支持：原生支持 WebSocket 协议，可轻松实现实时通信（如聊天、实时数据推送），提供回调接口处理连接建立、消息收发、断开等事件。

4.ORM 功能：内置轻量级 ORM，支持 MySQL、PostgreSQL、SQLite 等数据库，可通过 C++ 类映射数据库表，简化 CRUD 操作（无需手写 SQL）。

5.灵活路由系统：支持RESTful风格路由设计，可轻松定义各种HTTP端点

6.视图渲染：支持后端渲染，通过CSP（类JSP）模板生成动态HTML页面

7.JSON处理：内置JSON序列化与反序列化，非常适合开发RESTful API

8.过滤器机制：提供AOP支持，可轻松实现登录验证、日志记录等统一逻辑

9.灵活的扩展：支持插件机制，可自定义中间件（如日志、权限校验）、过滤器等，满足复杂业务需求。

10.跨平台：支持 Linux、macOS、Windows 等主流操作系统，依赖 C++17 及以上标准（需现代编译器如 GCC 7+、Clang 5+、MSVC 2017+）。

2.安装方法

Drogon 依赖一些基础库（如 libuuid、openssl、jsoncpp 等），安装前需先配置依赖，再通过源码编译安装。

Linux/macOS 示例（以 Ubuntu 为例）

1.安装依赖：

sudo apt-get install g++ cmake git libssl-dev libjsoncpp-dev libuuid-dev zlib1g-dev

2.克隆源码并编译：

git clone https://github.com/drogonframework/drogon.git
cd drogon
git submodule update --init  # 拉取子模块（如 trantor 事件库）
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local  # 指定安装路径
make -j4  # 并行编译
sudo make install

在其他操作系统上，你也可以通过包管理器安装，例如在Debian上可以使用apt-get install libdrogon-dev。

3.快速入门示例

3.1.创建简单的Web服务

下面是一个简单的Drogon应用示例，它创建了一个返回JSON响应的HTTP服务：

#include <drogon/drogon.h>
using namespace drogon;int main() {// 设置HTTP路由app().registerHandler("/hello",[](const HttpRequestPtr& req,std::function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback) {// 创建JSON响应Json::Value json;json["message"] = "Hello, Drogon!";json["status"] = "success";auto resp = HttpResponse::newHttpJsonResponse(json);callback(resp);},{Get});// 配置并启动服务器app().setLogPath("./").setLogLevel(trantor::Logger::kWarn).addListener("0.0.0.0", 8080).setThreadNum(16).run();return 0;
}

这个简单示例展示了Drogon的基本用法：

  • 注册一个处理函数到路径/hello
  • 当收到GET请求时，返回一个JSON响应
  • 服务器监听在8080端口，使用16个处理线程

编译命令（假设文件名为 main.cpp）：

g++ main.cpp -o app -ldrogon -std=c++17

运行后访问 http://localhost:8080/hello 即可看到结果。

3.2.控制器类路由

对于复杂业务，推荐使用控制器类管理路由，通过宏定义简化配置。

#include <drogon/HttpController.h>
using namespace drogon;// 定义控制器类
class UserController : public HttpController<UserController> {
public:// 路由映射：GET /user/{id}METHOD_LIST_BEGIN// 绑定 "/user/{id}" 到 getUser 方法，支持 GETADD_METHOD_TO(UserController::getUser, "/user/{id}", Get);METHOD_LIST_END// 处理函数：参数从路由中提取（{id} 对应 path 中的 id）void getUser(const HttpRequestPtr& req,std::function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback,int id) {auto resp = HttpResponse::newHttpResponse();resp->setBody("User ID: " + std::to_string(id));callback(resp);}
};int main() {// 注册控制器（Drogon 会自动解析路由）drogon::app().registerController(std::make_shared<UserController>());drogon::app().run();return 0;
}

访问 http://localhost:8080/user/123 会返回 User ID: 123。

3.3.数据库集成与ORM

Drogon内置了ORM支持，可以轻松操作数据库。以下是一个使用ORM的示例：

假设数据库中有 users 表（字段：id INT, name VARCHAR(50), age INT），用 Drogon ORM 操作：

1.定义数据模型（映射表结构）：

#include <drogon/orm/DbModel.h>
using namespace drogon::orm;// 映射 users 表
class User : public DbModel<User> {
public:// 定义字段（与表字段对应）Field<int> id;Field<std::string> name;Field<int> age;// 绑定表名和主键TABLE_NAME("users")PRIMARY_KEY(id)
};

2.数据库操作（查询 / 插入）：

#include <drogon/drogon.h>
#include "User.h"  // 引入模型int main() {// 配置数据库连接（MySQL 示例）drogon::app().addDbClient("mysql", "host=localhost port=3306 dbname=test user=root password=123456");// 获取数据库客户端auto client = drogon::app().getDbClient();// 插入一条记录client->insert<User>(User{}.setName("Alice").setAge(25)).then([](const Result& res) {std::cout << "Inserted ID: " << res.lastInsertId() << std::endl;}).catchError([](const DrogonDbException& e) {std::cerr << "Insert error: " << e.what() << std::endl;});// 查询 age > 20 的用户client->query<User>(Select(User::name, User::age).where(User::age > 20)).then([](const std::vector<User>& users) {for (const auto& u : users) {std::cout << "Name: " << u.name << ", Age: " << u.age << std::endl;}}).catchError([](const DrogonDbException& e) {std::cerr << "Query error: " << e.what() << std::endl;});drogon::app().run();return 0;
}

3.4.过滤器-实现AOP切面编程

Drogon的过滤器功能允许你在请求到达处理器之前执行通用逻辑，比如身份验证：

class LoginFilter : public drogon::HttpFilter<LoginFilter>
{
public:virtual void doFilter(const HttpRequestPtr &req,FilterCallback &&fcb,FilterChainCallback &&fccb) override{// 检查用户是否登录auto session = req->getSession();if (session->find("user")) {// 用户已登录，继续处理fccb();} else {// 用户未登录，返回错误Json::Value json;json["error"] = "Unauthorized";json["message"] = "Please login first";auto resp = HttpResponse::newHttpJsonResponse(json);resp->setStatusCode(k401Unauthorized);fcb(resp);}}
};

然后在控制器中注册过滤器：

PATH_LIST_BEGIN
PATH_ADD("/profile", Get, "LoginFilter");
PATH_LIST_END

3.5.构建RESTful API

结合上述功能，我们可以构建一个完整的RESTful API：

#include <drogon/drogon.h>using namespace drogon;class UserAPI : public HttpSimpleController<UserAPI>
{
public:void asyncHandleHttpRequest(const HttpRequestPtr& req,std::function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback) override{auto method = req->getMethod();Json::Value response;if (method == Get) {// 获取用户列表response["users"] = Json::arrayValue;response["count"] = 0;} else if (method == Post) {// 创建新用户auto json = req->getJsonObject();if (json) {response["status"] = "user created";response["id"] = 1001;} else {response["error"] = "invalid input";}} else if (method == Put) {// 更新用户response["status"] = "user updated";} else if (method == Delete) {// 删除用户response["status"] = "user deleted";}auto resp = HttpResponse::newHttpJsonResponse(response);callback(resp);}PATH_LIST_BEGINPATH_ADD("/api/users", Get, Post, Put, Delete);PATH_LIST_END
};

配置文件

Drogon支持通过JSON文件配置应用：

config.json:

{"app": {"log_path": "./","log_level": "WARN"},"listeners": [{"address": "0.0.0.0","port": 8080,"https": false}],"db_clients": [{"name": "default","type": "postgresql","host": "localhost","port": 5432,"dbname": "mydatabase","user": "myuser","passwd": "mypassword"}],"thread_num": 16
}

在代码中加载配置：

app().loadConfigFile("../config.json");
app().run();

4.完整功能示例

下面提供一个使用 Drogon 实现的简单 Web 应用示例，包含首页展示、带参数的用户信息页、表单提交与处理三个核心功能，覆盖了 Drogon 的路由配置、控制器使用、HTTP 请求处理等基础用法。

示例功能说明

  1. 访问 GET /：显示首页（HTML 页面），包含导航链接。
  2. 访问 GET /user/{id}：通过用户 ID 查询模拟的用户信息（使用控制器类实现）。
  3. 访问 GET /form：显示一个表单页面，支持提交用户名和邮箱。
  4. 提交表单到 POST /submit：处理表单数据并返回结果。

完整代码（main.cpp）

#include <drogon/drogon.h>
#include <drogon/HttpController.h>
#include <string>using namespace drogon;
using namespace std;// 1. 首页路由处理（直接通过handler注册）
void handleHome(const HttpRequestPtr& req, function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback) {// 构建HTML首页内容string html = R"(<html><head><title>Drogon 示例应用</title></head><body><h1>欢迎使用 Drogon 示例应用</h1><ul><li><a href="/user/1">查看用户1的信息</a></li><li><a href="/user/2">查看用户2的信息</a></li><li><a href="/form">提交表单</a></li></ul></body></html>)";auto resp = HttpResponse::newHttpResponse();resp->setBody(html);resp->setContentTypeCode(CT_TEXT_HTML); // 声明为HTML类型callback(resp);
}// 2. 用户信息控制器（处理带参数的路由）
class UserController : public HttpController<UserController> {
public:// 路由映射：GET /user/{id}METHOD_LIST_BEGINADD_METHOD_TO(UserController::getUserInfo, "/user/{id}", Get);METHOD_LIST_END// 处理用户信息请求（从路由参数中获取id）void getUserInfo(const HttpRequestPtr& req,function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback,int userId) {// 模拟用户数据（实际项目中可能从数据库查询）string userName;string userEmail;if (userId == 1) {userName = "张三";userEmail = "zhangsan@example.com";} else if (userId == 2) {userName = "李四";userEmail = "lisi@example.com";} else {userName = "未知用户";userEmail = "未知邮箱";}// 构建用户信息HTMLstring html = fmt::format(R"(<html><head><title>用户信息</title></head><body><h1>用户 {} 的信息</h1><p>ID: {}</p><p>姓名: {}</p><p>邮箱: {}</p><a href="/">返回首页</a></body></html>)", userId, userId, userName, userEmail);auto resp = HttpResponse::newHttpResponse();resp->setBody(html);resp->setContentTypeCode(CT_TEXT_HTML);callback(resp);}
};// 3. 表单处理相关路由
// 3.1 显示表单页面
void showForm(const HttpRequestPtr& req, function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback) {string html = R"(<html><head><title>提交表单</title></head><body><h1>用户表单</h1><form action="/submit" method="post"><label>用户名: <input type="text" name="username" required></label><br><label>邮箱: <input type="email" name="email" required></label><br><button type="submit">提交</button></form><a href="/">返回首页</a></body></html>)";auto resp = HttpResponse::newHttpResponse();resp->setBody(html);resp->setContentTypeCode(CT_TEXT_HTML);callback(resp);
}// 3.2 处理表单提交（POST请求）
void handleSubmit(const HttpRequestPtr& req, function<void(const HttpResponsePtr&)>&& callback) {// 从表单中获取数据（POST表单数据在req->getParameters()中）auto params = req->getParameters();string username = params["username"];string email = params["email"];// 构建提交结果HTMLstring html = fmt::format(R"(<html><head><title>提交成功</title></head><body><h1>表单提交成功！</h1><p>您提交的信息：</p><p>用户名: {}</p><p>邮箱: {}</p><a href="/form">返回表单</a> | <a href="/">返回首页</a></body></html>)", username, email);auto resp = HttpResponse::newHttpResponse();resp->setBody(html);resp->setContentTypeCode(CT_TEXT_HTML);callback(resp);
}int main() {// 注册路由app().registerHandler("/", handleHome, {Get});               // 首页app().registerHandler("/form", showForm, {Get});             // 表单页面app().registerHandler("/submit", handleSubmit, {Post});      // 表单提交处理app().registerController(make_shared<UserController>());      // 注册用户控制器// 配置服务（端口8080，日志级别INFO）app().setLogLevel(trantor::Logger::kInfo);app().addListener("0.0.0.0", 8080);// 启动服务cout << "服务已启动，访问 http://localhost:8080" << endl;app().run();return 0;
}

编译代码

g++ main.cpp -o drogon_app -ldrogon -std=c++17
  • -ldrogon：链接 Drogon 库
  • -std=c++17：指定 C++17 标准（Drogon 依赖）

运行程序

./drogon_app

终端会输出 服务已启动，访问 http://localhost:8080，表示服务正常运行。

测试功能

  1. 访问 http://localhost:8080：查看首页，点击链接导航到其他页面。
  2. 访问 http://localhost:8080/user/1 或 http://localhost:8080/user/2：查看模拟的用户信息。
  3. 访问 http://localhost:8080/form：填写表单并提交，会显示提交结果。

代码解析

  • 路由注册：通过registerHandler直接注册简单路由（如首页、表单页），通过registerController注册控制器类（如用户信息页），支持 RESTful 风格的参数提取（/user/{id}）。
  • HTTP 方法：通过{Get}、{Post}指定路由支持的 HTTP 方法，避免非法请求。
  • 响应处理：通过HttpResponse构建响应，设置Content-Type为text/html以正确显示 HTML 内容。
  • 表单数据：POST 表单数据通过req->getParameters()获取，键为表单字段名（如username、email）。

5.性能与适用场景

  • 性能：得益于异步 IO 和 C++ 的高效性，Drogon 在高并发场景下表现优异（可轻松处理数万 QPS）。
  • 适用场景：后端 API 服务、微服务、实时通信服务（如 WebSocket）、需要高性能的业务系统等。

6.总结

        Drogon框架通过其异步非阻塞的架构和丰富的功能集，为C++开发者提供了构建高性能Web服务的强大工具。无论是简单的API端点还是复杂的企业级应用，Drogon都能提供出色的性能和开发体验。

学习资源

  • 官方仓库：github.com/drogonframework/drogon
  • 官方文档：drogonframework.github.io/drogon
  • 示例代码：仓库中 examples 目录包含各种场景的示例（HTTP、WebSocket、ORM 等）。
http://www.dtcms.com/a/528654.html

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