跨平台 c 开发库 tbox v1.6.4 更新，新增 c11 风格原子操作

[waruqi]

tbox是一个用 c 语言实现的跨平台开发库, 自从上个版本发布至今已经一年多时间，由于最近精力都花在了xmake上，这个库只能在闲暇时间陆陆续续，零零散散地维护和改进，一年下来也改进了不少，也加了一些新功能。

此版本主要改进 stream/stdio 读写，字符集编码转换等操作，并重构整个原子操作实现，新增了 c11 风格 atomic api 来更细粒度控制。对于协程这块也做了一些优化和改进。

有兴趣的小伙伴们可以试试，tbox 的重点并不是做一个大而全的开发库，主要还是用于抽象不同平台相关 api 操作，提供一个基础平台库，在这基础上，还对一些常用组件做了些封装，提供了一些常用模块。

• 项目源码
• 官方文档

新特性

• #70: 添加tb_stream_init_from_sock_ref()接口去直接打开一个 socket 作为 stream 去读取数据。
• 添加 stdfile 接口去读写 stdin, stdout 和 stderr。
• #81: 添加对进程和线程的 cpu 亲缘性设置和获取
• 添加 filelock 文件锁跨平台 api 接口
• 添加匿名管道，命名管道支持

改进

• 优化 queue_buffer 模块
• 改进 stream 接口实现
• 改进字符集编码转换，以及增加对 ANSI 编码的支持
• 改进原子操作，并增加 c11 风格原子接口
• 改进 spinlock 实现
• 新增进程输出重定向到管道
• 针对协程栈使用虚拟内存
• 改进基于 openssl/mbedtls 的 https 访问

模块

流库

针对 http、file、socket、data 等流数据，实现统一接口进行读写，并且支持: 阻塞、非阻塞、异步 三种读写模式。 支持中间增加多层 filter 流进行流过滤，实现边读取，内部边进行解压、编码转换、加密等操作，极大的减少了内存使用。

主要提供以下模块：

• stream：通用非阻塞流，用于一般的单独 io 处理，同时支持协程以实现异步传输。
• transfer：流传输器，维护两路流的传输。
• static_stream：针对静态数据 buffer 优化的静态流，用于轻量快速的数据解析。

协程库

• 快速高效的协程切换支持
• 提供跨平台支持，核心切换算法参考 boost，并且对其进行重写和优化，目前支持架构：x86, x86_64, arm, arm64, mips32
• 提供 channel 协程间数据通信支持，基于生产、消费者模型
• 提供信号量、协程锁支持
• socket、stream 都模块原生支持协程，并且可在线程和协程间进行无缝切换
• 提供 http、file 等基于协程的简单服务器实例，只需几百行代码，就可以从 socket 开始写个高性能 io 服务器，代码逻辑比异步回调模式更加清晰
• 同时提供 stackfull, stackless 两种协程模式支持，stackless 协程更加的轻量（每个协程只占用几十个 bytes ），切换更快（会牺牲部分易用性）
• 支持 epoll, kqueue, poll, select 和 IOCP

数据库

• 统一并简化数据库操作接口，适配各种数据源，通过统一的 url 来自动连接打开支持的数据库，数据的枚举采用迭代器模型。
• 目前支持 sqlite3 以及 mysql 两种关系型数据库，也可自定义扩展使用其他关系型数据库。

xml 库

• 针对 xml 提供 DOM 和 SAX 两种解析模式，SAX 方式采用外部迭代模式，灵活性和性能更高，并且可以选择指定路径，进行解析。
• 解析过程完全基于 stream，所以是高度流化的，可以实现边下载、边解压、边转码、边解析一条龙服务，使用较低的内存也可以解析大规模数据。
• 提供 xml writer 以支持对 xml 生成

内存库

• 参考 linux 内核内存管理机制的实现，并对其进行各种改造和优化，所实现的 TBOX 独有的一整套内存池管理架构。
• 调试模式下，可以轻松检测并定位内存泄露、内存越界溢出、内存重叠覆盖等常见内存问题，并对整体内存的使用进行了统计和简要分析。
• 针对大块数据、小块数据、字符串数据进行了充分的利用，避免了大量外部碎片和内部碎片的产生。分配操作进行了各种优化，96%的情况下，效率都是在 O(1)。

容器库

• 提供哈希、链表、数组、队列、堆栈、最小最大堆等常用容器。
• 支持各种常用成员类型，在原有的容器期初上，其成员类型还可以完全自定义扩展。
• 所有容器都支持迭代器操作。
• 大部分容器都可以支持基于 stream 的序列化和反序列化操作。

算法库

• 提供各种排序算法：冒泡排序、堆排序、快速排序、插入排序。
• 提供各种查找算法：线性遍历、二分法搜索。
• 提供各种遍历、删除、统计算法。
• 以迭代器为接口，实现算法和容器的分离，类似 stl，但是 c 实现的，更加轻量。

网络库

• 实现 http 客户端模块
• 实现 cookies
• 实现 dns 解析与缓存
• 实现 ssl(支持 openssl, polarssl, mbedtls)
• 支持 ipv4、ipv6
• 支持通过协程实现异步模式

数学运算库

• 提供各种精度的定点运算支持
• 提供随机数生成器

libc 库

• libc 的一个轻量级实现，完全跨平台，并且针对不同架构进行了优化。
• 支持大部分字符串、宽字符串操作。
• 扩展字符串、宽字符串的各种大小写不敏感操作接口
• 扩展memset_u16、memset_u32等接口，并对其进行高度优化，尤其适合图形渲染程序

libm 库

• libm 部分接口的一个轻量级实现，以及对常用系统接口的封装。（目前只实现了部分，之后有时间会完全实现掉）
• 扩展部分常用接口，增加对 sqrt、log2 等常用函数的整数版本计算，进行高度优化，不涉及浮点运算，适合嵌入式环境使用。

object 库

• 轻量级类 apple 的 CoreFoundation 库，支持 object、dictionary、array、string、number、date、data 等常用对象，并且可以方便扩展自定义对象的序列化。
• 支持对 xml、json、binary 以及 apple 的 plist(xplist/bplist)格式序列化和反序列化。 并且实现自有的 binary 序列化格式， 针对明文进行了简单的加密，在不影响性能的前提下，序列化后的大小比 bplist 节省 30%。

平台库

• 提供 file、directory、socket、thread、time 等常用系统接口
• 提供 atomic、atomic64 接口
• 提供高精度、低精度定时器
• 提供高性能的线程池操作
• 提供 event、mutex、semaphore、spinlock 等事件、互斥、信号量、自旋锁操作
• 提供获取函数堆栈信息的接口，方便调试和错误定位
• 提供跨平台动态库加载接口（如果系统支持的话）
• 提供 io 轮询器，针对 epoll, poll, select, kqueue 进行跨平台封装
• 提供跨平台上下文切换接口，主要用于协程实现，切换效率非常高

压缩库

• 支持 zlib/zlibraw/gzip 的压缩与解压（需要第三方 zlib 库支持）。

字符编码库

• 支持 utf8、utf16、gbk、gb2312、uc2、uc4 之间的互相转码，并且支持大小端格式。

实用工具库

• 实现 base64/32 编解码
• 实现 crc32、adler32、md5、sha1 等常用 hash 算法
• 实现日志输出、断言等辅助调试工具
• 实现 url 编解码
• 实现位操作相关接口，支持各种数据格式的解析，可以对 8bits、16bits、32bits、64bits、float、double 以及任意 bits 的字段进行解析操作，并且同时支持大端、小端和本地端模式，并针对部分操作进行了优化，像 static_stream、stream 都有相关接口对其进行了封装，方便在流上进行快速数据解析。
• 实现 swap16、swap32、swap64 等位交换操作，并针对各个平台进行了优化。
• 实现一些高级的位处理接口，例如：位 0 的快速统计、前导 0 和前导 1 的快速位计数、后导 01 的快速位计数
• 实现单例模块，可以对静态对象、实例对象进行快速的单例封装，实现全局线程安全
• 实现 option 模块，对命令行参数进行解析，提供快速方便的命令行选项建立和解析操作，对于写终端程序还是很有帮助的

正则表达式库

• 支持匹配和替换操作
• 支持全局、多行、大小写不敏感等模式
• 使用 pcre, pcre2 和 posix 正则库