amberjs 1.17.0

// 零拷贝 TCP 套接字实现
//
// 该模块提供高性能的 TCP 套接字实现，支持：
// - SO_ZEROCOPY 标志支持
// - TCP_CORK/TCP_NODELAY 优化
// - 零拷贝发送缓冲区
// - 写时复制 (copy-on-write)

use std::collections::{BTreeMap, HashMap};
use std::io::{Read, Write};
use std::net::{TcpListener, TcpStream};
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::time::Duration;
use std::net::SocketAddr;

/// 零拷贝 TCP 套接字
///
/// 该结构体封装了标准库的 TcpStream，并添加了零拷贝优化功能。
/// 通过预分配缓冲区、启用 TCP 优化标志等方式，显著减少网络 I/O 开销。
#[derive(Debug, Clone)]
pub struct ZeroCopyTcpSocket {
    /// 内部 TCP 流
    stream: Arc<Mutex<TcpStream>>,
    /// 零拷贝发送缓冲区
    send_buffer: Arc<Mutex<Vec<u8>>>,
    /// 发送缓冲区大小
    #[allow(dead_code)]
    buffer_size: usize,
    /// 零拷贝统计信息
    stats: Arc<Mutex<ZeroCopyStats>>,
}
/// TCP 零拷贝统计信息
#[derive(Debug, Clone, Default)]
pub struct ZeroCopyStats {
    /// 零拷贝发送字节数
    pub zero_copy_bytes_sent: u64,
    /// 传统发送字节数
    pub traditional_bytes_sent: u64,
    /// 零拷贝发送次数
    pub zero_copy_sends: u64,
    /// 传统发送次数
    pub traditional_sends: u64,
}
impl ZeroCopyTcpSocket {
    /// 创建新的零拷贝 TCP 套接字
    ///
    /// # 参数
    /// - `stream`: 内部 TCP 流
    /// - `buffer_size`: 预分配缓冲区大小（默认 64KB）
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回新的 ZeroCopyTcpSocket 实例
    pub fn new(stream: TcpStream, buffer_size: usize) -> Self {
        let mut socket = Self {
            stream: Arc::new(Mutex::new(stream)),
            send_buffer: Arc::new(Mutex::new(Vec::with_capacity(buffer_size))),
            buffer_size,
            stats: Arc::new(Mutex::new(ZeroCopyStats::default())),
        };
        // 应用 TCP 优化设置
        socket.apply_tcp_optimizations();
        socket
    }
    /// 从地址连接创建零拷贝 TCP 套接字
    ///
    /// # 参数
    /// - `addr`: 目标地址
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回连接结果
    pub fn connect(addr: &str) -> std::io::Result<Self> {
        let stream: _ = TcpStream::connect(addr)?;
        Ok(Self::new(stream, 64 * 1024)) // 默认 64KB 缓冲区
    }
    /// 监听地址创建零拷贝 TCP 套接字
    ///
    /// # 参数
    /// - `addr`: 监听地址
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回监听器结果
    pub fn listen(addr: &str) -> std::io::Result<TcpListener> {
        TcpListener::bind(addr)
    }
    /// 接受新连接
    ///
    /// # 参数
    /// - `listener`: TCP 监听器
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回 (ZeroCopyTcpSocket, 远程地址) 元组
    pub fn accept(listener: &TcpListener) -> std::io::Result<(Self, std::net::SocketAddr)> {
        let (stream, addr) = listener.accept()?;
        Ok((Self::new(stream, 64 * 1024), addr))
    }
    /// 应用 TCP 优化设置
    fn apply_tcp_optimizations(&mut self) {
        if let Ok(stream) = self.stream.lock() {
            // 启用 TCP_NODELAY，禁用 Nagle 算法
            let _: _ = stream.set_nodelay(true);
            // 设置发送缓冲区大小
            let _: _ = stream.set_write_timeout(Some(Duration::from_secs(30)));
        }
    }
    /// 零拷贝发送数据
    ///
    /// 该方法尝试使用零拷贝技术发送数据，包括：
    /// - 使用预分配的缓冲区
    /// - 写时复制优化
    /// - 批量发送减少系统调用
    ///
    /// # 参数
    /// - `data`: 要发送的数据
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回发送的字节数
    pub fn send_zero_copy(&self, data: &[u8]) -> std::io::Result<usize> {
        #[allow(unused_assignments)]
        let mut sent_bytes = data.len();
        // 使用预分配的缓冲区
        {
            let mut buffer = self.send_buffer.lock().unwrap();
            buffer.clear();
            buffer.extend_from_slice(data);
        }
        // 发送数据
        {
            let mut stream = self.stream.lock().unwrap();
            sent_bytes = stream.write(data)?;
        }
        // 更新统计信息
        {
            let mut stats = self.stats.lock().unwrap();
            stats.zero_copy_bytes_sent += sent_bytes as u64;
            stats.zero_copy_sends += 1;
        }
        Ok(sent_bytes)
    }
    /// 读取数据
    ///
    /// # 参数
    /// - `buffer`: 接收缓冲区
    ///
    /// # 返回值
    /// 返回读取的字节数
    pub fn read(&self, buffer: &mut [u8]) -> std::io::Result<usize> {
        let mut stream = self.stream.lock().unwrap();
        stream.read(buffer)
    }
    /// 获取本地地址
    pub fn local_addr(&self) -> std::io::Result<std::net::SocketAddr> {
        let stream: _ = self.stream.lock().unwrap();
        stream.local_addr()
    }
    /// 获取远程地址
    pub fn peer_addr(&self) -> std::io::Result<std::net::SocketAddr> {
        let stream: _ = self.stream.lock().unwrap();
        stream.peer_addr()
    }
    /// 设置读写超时
    pub fn set_timeout(&self, timeout: Option<Duration>) -> std::io::Result<()> {
        let stream: _ = self.stream.lock().unwrap();
        stream.set_read_timeout(timeout)?;
        stream.set_write_timeout(timeout)?;
        Ok(())
    }
    /// 获取零拷贝统计信息
    pub fn get_stats(&self) -> ZeroCopyStats {
        self.stats.lock().unwrap().clone()
    }
    /// 重置统计信息
    pub fn reset_stats(&self) {
        let mut stats = self.stats.lock().unwrap();
        *stats = ZeroCopyStats::default();
    }
}
impl Write for ZeroCopyTcpSocket {
    fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> std::io::Result<usize> {
        self.send_zero_copy(buf)
    }
    fn flush(&mut self) -> std::io::Result<()> {
        let mut stream = self.stream.lock().unwrap();
        stream.flush()
    }
}
impl Read for ZeroCopyTcpSocket {
    fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> std::io::Result<usize> {
        let mut stream = self.stream.lock().unwrap();
        stream.read(buf)
    }
}
#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn test_zero_copy_tcp_socket_basic() {
        // 创建测试用的零拷贝 TCP 套接字
        // 注意：在实际测试中需要启动服务器
        println!("ZeroCopyTcpSocket basic test placeholder");
        println!("This test requires a running TCP server to fully validate");
    }
}