【Linux篇】应用层自定义协议与序列化

个人主页孙同学_文章专栏Liunx关注我分享经验助你少走弯路应用层我们程序员写的一个个解决我们实际问题, 满足我们日常需求的网络程序, 都是在应用层。再谈 “协议”协议是一种 “约定”socket api的接口, 在读写数据时, 都是按 “字符串” 的方式来发送接收的. 如果我们要传输一些 “结构化的数据” 怎么办呢?其实协议就是双方约定好的结构化的数据网络版计算器例如我们需要实现一个服务器版的加法器.我们需要客户端把要计算的两个加数发过去然后由服务器进行计算最后再把结果返回给客户端.约定方案一:客户端发送一个形如11的字符串;这个字符串中有两个操作数都是整形;两个数字之间会有一个字符是运算符运算符只能是;数字和运算符之间没有空格;约定方案二:定义结构体来表示我们需要交互的信息;发送数据时将这个结构体按照一个规则转换成字符串接收到数据的时候再按照相同的规则把字符串转化回结构体;这个过程叫做序列化和反序列化我们把结构化的数据拆成字符串叫做序列化我们把一行字符串按照特定的格式拆分变成一个结构化对象叫做反序列化。序列化的作用保证报文的完整性方便报文传送。反序列化方便上层进行处理。我们把两种结构体叫做客户端与服务端约定好的协议。结论如果我们我们要进行网络通信在应用层强烈建议使用序列化和反序列化方案。至于直接穿结构体的方案除非场景特殊否则不建议。重新理解 read、write、recv、send 和 tcp 为什么支持全双工因为TCP是面向字节流的在我们的单词翻译模块在读的时候有可能读到一个单词也有可能读到半个单词。我们的buffer中有可能不是一个完整的单词所以在TCP这里我们就要对它处理。在UDP中并不存在这样的问题在UDP中要么不读报文要读就读一个完整的报文。未来我们的协议结构化字段提供序列化和反序列化方案解决因为字节流问题导致读取报文不完整的问题只处理读取网络版计算器socket封装 – 模板方法模式自定义协议设计服务器守护进程化jsoncppJsoncpp是一个用于处理JSON数据的C库。它提供了将JSON数据序列化为字符串以及从字符串反序列化为C数据结构的功能。Jsoncpp是开源的广泛用于各种需要处理JSON数据的C项目中。特性简单易用:Jsoncpp提供了直观的API使得处理JSON数据变得简单。高性能:Jsoncpp的性能经过优化能够高效地处理大量JSON数据。全面支持:支持JSON标准中的所有数据类型包括对象、数组、字符串、数字、布尔值和null。错误处理:在解析JSON数据时Jsoncpp提供了详细的错误信息和位置方便开发者调试。当使用Jsoncpp库进行JSON的序列化和反序列化时确实存在不同的做法和工具类可供选择。以下是对Jsoncpp中序列化和反序列化操作的详细介绍:安装ubuntusudo apt-get install libjsoncpp-dev Centos:sudo yum install jsoncpp-devel怎么判断我们的系统里有没有把别人的库装好呢1.我们使用别人的开源库我们在下载安装的时候安装的是别人的库当我们在使用库时是需要头文件的。所以我们在安装的时候就需要安装库的头文件和.so文件如果我们此时出现了jsoncpp的目录并且里面包含了json并且json里面包含了下面内容。就证明我们的json库就已经安装成功了。序列化序列化是指将数据结构或对象转化为一种格式以便到网络中传输或者保存在文件中。Jsoncpp提供了多种方式进行序列化。使用 Json::Value 的 toStyledString 方法优点将 Json::Value 对象直接转换为格式化的 JSON 字符串。示例#includeiostream#includestring#includejsoncpp/json/json.hintmain(){Json::Value root;root[name]张三;root[sex]男;root[age]18;std::string sroot.toStyledString();std::coutsstd::endl;return0;}小细节当我们在用json头文件的时候我们需要#includejsoncpp/json/json.h原因是我们的系统只能查找到include我们使用的stdio.h在include下面而我们今天所需要的头文件json.h需要把前导路径带上。/2.使用 Json::StreamWriter优点提供了更多的定制选项如缩进、换行符等。示例#includeiostream#includestring#includesstream#includememory#includejsoncpp/json/json.hintmain(){Json::Value root;root[name]joe;root[sex]男;Json::StreamWriterBuilder wbuilder;// StreamWriter 的工厂 std::unique_ptrJson::StreamWriterwriter(wbuilder.newStreamWriter());std::stringstream ss;writer-write(root,ss);std::coutss.str()std::endl;return0;}$./test.exe{name:joe,sex:男}使用 Json::FastWriter优点比 StyledWriter 更快因为它不添加额外的空格和换行符。示例#includeiostream#includestring#includejsoncpp/json/json.hintmain(){Json::Value root;root[name]张三;root[sex]男;root[age]18;Json::FastWriter writer;//去掉换行网络传送的数据量不久小了所以效率高std::string swriter.write(root);std::coutsstd::endl;return0;}#includeiostream#includestring#includejsoncpp/json/json.hintmain(){Json::Value root;root[name]张三;root[sex]男;root[age]18;Json::StyledWriter writer;//用\n给我们进行按行设置了可读性比较好std::string swriter.write(root);std::coutsstd::endl;return0;}反序列化反序列化是将序列化的数据重新转化为原来的数据结构或者对象。jsoncpp提供了一下进行反序列化的方法使用Json::Reader优点提供详细的错误信息和错误位置方便调试示例使用Json::CharReader的派生类不推荐在某些情况下你可能需要更精细地控制解析过程可以直接使用Json::CharReader的派生类。但通常情况下使用Json::parseFromStream或Json::Reader的parse方法就足够了。有没有一种可能就是我们的发送端只发送了一部分报文给接收端而不是一条完整的报文呢在读取的时候不就只读到了json字符串的一部分了吗还有一种情况是我们接收了三个请求但是当我们读取的时候我们只读到了一个请求和下一个请求的一半。问题因为tcp是面向字节流的。当读取方在读取的时候可能读到一个完整的请求也可能读到半个一个半五个半全都有可能发生所以read并不能保证读取报文的完整性它只保证如果数据有就读上来并不能保证报文的完整性这叫做tcp的面向字节流、谁来保证呢答案是由上层应用层程序员自己来保证我们规定客户端发过来的请求还要包含一个字段有效载荷的长度这个长度表示json串的长度为了增加区分度我们在有效长度和Json串之间加个/r/n来区别在Json串的结尾加上/r/n总结所有在命令行启动的都叫做作业作业可以由一个进程组构成也可以由多个进程组构成。作业也分为前台作业和后台作业前台作业只能由一个后台作业可以有多个守护进程 vs前台进程 vs 后台进程前台进程和后台进程属于同一个会话前台和后台相比拥有标准输入的是前台进程后台进程不拥有标准输入的使用权。守护进程也是后台进程的一种但是它是拥有独立会话的。如何把自己变成一个独立的会话成为独立会话内部的作业呢做法很简单只需要调用setsid一个进程如果调用这个setsid就会创建一个新的会话前提调用setsid的进程不能是一个进程组的组长。守护进程也是孤儿进程的一种。如果对你有帮助欢迎点赞 ⭐️收藏 关注