2.9.C++项目：网络版五子棋对战之业务处理模块的设计

一、意义

将所有的模块整合在一起，通过网络通信获取到客户端的请求，提供不同的业务处理。
服务器模块，是对当前所实现的所有模块的⼀个整合，并进行服务器搭建的一个模块，最终封装实现出⼀个gobang_server的服务器模块类，向外提供搭建五⼦棋对战服务器的接口。通过实例化的对象可以简便的完成服务器的搭建。

二、功能

1. 搭建websocket服务器，实现网络通信。
2. 针对各种不同的请求进行不同的业务处理。

三、管理

（一）客户端请求

1. 客户端从服务器获取一个注册页面 - 静态页面请求
2. 客户端给服务器发送一个注册请求（提交用户名以及密码）—— 动态功能请求
3. 客户端从服务器获取一个登陆页面 - 静态页面请求
4. 客户端给服务器发送一个登录请求（提交用户名以及密码） —— 动态功能请求
5. 客户端从服务器获取一个游戏大厅页面 - 静态页面请求
6. 客户端给服务器发送了一个获取个人信息的请求（展现个人信息）—— 动态功能请求

（二）websocket

7. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求（建立游戏大厅长连接）
8. 客户端给服务器发送对战匹配请求
9. 客户端给服务器发送停止匹配请求
10. 对战匹配成功，客户端从服务器获取一个游戏房间页面 - 静态页面请求
11. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求（建立游戏房间长连接）
12. 客户端给服务器发送下棋请求
13. 客户端给服务器发送聊天请求
14. 游戏结束，返回游戏大厅，客户端给服务器发送一个获取游戏大厅页面的请求 -> 5

四、框架

1. 静态资源页面，在后台服务器上是个html/css/js 文件
静态资源请求的处理，其实就是将文件中的内容发给客户端
1. 注册页面请求
请求：GET /register.htm HTTP/1.1
响应：
HTTP/1.1 200 OK 
Content - Length : xxx
Content - Type : text/html
register.html 文件中的内容数据2. 登陆页面请求
请求：GET /login.htm HTTP/1.13. 大厅页面请求请求：GET /game_hall.htm HTTP/1.14. 房间页面请求
请求：GET /game_room.htm HTTP/1.1动态功能请求：
post /reg HTTP/1.1#ifndef __M_SRV_H__
#define __M_SRV_H__
#include "db.hpp"
#include "matcher.hpp"
#include "online.hpp"
#include "room.hpp"
#include "session.hpp"
#include "util.hpp"#define WWWROOT "./wwwroot/"class gobang_server {private:std::string _web_root;//静态资源根目录 ./wwwroot/      /register.html ->  ./wwwroot/register.htmlwsserver_t _wssrv;user_table _ut;online_manager _om;room_manager _rm;matcher _mm;session_manager _sm;private:void wsclose_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);void wsmsg_callback(websocketpp::connection_hdl hdl, wsserver_t::message_ptr msg);void wsopen_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);void http_callback(websocketpp::connection_hdl hdl);public:/*进行成员初始化，以及服务器回调函数的设置*/gobang_server(const std::string &host,const std::string &user,const std::string &pass,const std::string &dbname,uint16_t port = 3306,const std::string &wwwroot = WWWROOT):_web_root(wwwroot), _ut(host, user, pass, dbname, port),_rm(&_ut, &_om), _sm(&_wssrv), _mm(&_rm, &_ut, &_om) {_wssrv.set_access_channels(websocketpp::log::alevel::none);_wssrv.init_asio();_wssrv.set_reuse_addr(true);_wssrv.set_http_handler(std::bind(&gobang_server::http_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_open_handler(std::bind(&gobang_server::wsopen_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_close_handler(std::bind(&gobang_server::wsclose_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_message_handler(std::bind(&gobang_server::wsmsg_callback, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));}/*启动服务器*/void start(int port) {_wssrv.listen(port);_wssrv.start_accept();_wssrv.run();}
};

五、完整代码

// 服务器的整合实现：
// 1. 网络通信接口的设计
//     收到一个什么格式的数据，代表什么样的请求，应该给予什么样的业务处理及响应。
// 2. 开始搭建服务器
//     1. 搭建websocket服务器，实现网络通信。
//     2. 针对各种不同的请求进行不同的业务处理。
// 客户端存在的请求：
// 1. 客户端从服务器获取一个注册页面 - 静态页面请求
// 2. 客户端给服务器发送一个注册请求（提交用户名以及密码）—— 动态功能请求
// 3. 客户端从服务器获取一个登陆页面 - 静态页面请求
// 4. 客户端给服务器发送一个登录请求（提交用户名以及密码） —— 动态功能请求
// 5. 客户端从服务器获取一个游戏大厅页面 - 静态页面请求
// 6. 客户端给服务器发送了一个获取个人信息的请求（展现个人信息）—— 动态功能请求// websocket
// 7. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求（建立游戏大厅长连接）
// 8. 客户端给服务器发送对战匹配请求
// 9. 客户端给服务器发送停止匹配请求 
// 10. 对战匹配成功，客户端从服务器获取一个游戏房间页面 - 静态页面请求
// 11. 客户端给服务器发送了一个切换websocket协议通信的请求（建立游戏房间长连接）
// 12. 客户端给服务器发送下棋请求
// 13. 客户端给服务器发送聊天请求
// 14. 游戏结束，返回游戏大厅，客户端给服务器发送一个获取游戏大厅页面的请求 -> 5// 1. 静态资源页面，在后台服务器上是个html/css/js 文件
// 静态资源请求的处理，其实就是将文件中的内容发给客户端
// 1. 注册页面请求
// 请求：GET /register.htm HTTP/1.1
// 响应：
// HTTP/1.1 200 OK 
// Content - Length : xxx
// Content - Type : text/html
// register.html 文件中的内容数据// 2. 登陆页面请求
// 请求：GET /login.htm HTTP/1.1// 3. 大厅页面请求// 请求：GET /game_hall.htm HTTP/1.1// 4. 房间页面请求
// 请求：GET /game_room.htm HTTP/1.1// 动态功能请求：
// post /reg HTTP/1.1#ifndef __M_SRV_H__
#define __M_SRV_H__
#include "db.hpp"
#include "matcher.hpp"
#include "online.hpp"
#include "room.hpp"
#include "session.hpp"
#include "util.hpp"#define WWWROOT "./wwwroot/"
class gobang_server{private:std::string _web_root;//静态资源根目录 ./wwwroot/      /register.html ->  ./wwwroot/register.htmlwsserver_t _wssrv;user_table _ut;online_manager _om;room_manager _rm;matcher _mm;session_manager _sm;private:void file_handler(wsserver_t::connection_ptr &conn) {//静态资源请求的处理//1. 获取到请求uri-资源路径，了解客户端请求的页面文件名称websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();std::string uri = req.get_uri();//2. 组合出文件的实际路径   相对根目录 + uristd::string realpath = _web_root + uri;//3. 如果请求的是个目录，增加一个后缀  login.html,    /  ->  /login.htmlif (realpath.back() == '/') {realpath += "login.html";}//4. 读取文件内容Json::Value resp_json;std::string body;bool ret = file_util::read(realpath, body);//  1. 文件不存在，读取文件内容失败，返回404if (ret == false) {body += "<html>";body += "<head>";body += "<meta charset='UTF-8'/>";body += "</head>";body += "<body>";body += "<h1> Not Found </h1>";body += "</body>";conn->set_status(websocketpp::http::status_code::not_found);conn->set_body(body);return;}//5. 设置响应正文conn->set_body(body);conn->set_status(websocketpp::http::status_code::ok);}void http_resp(wsserver_t::connection_ptr &conn, bool result, websocketpp::http::status_code::value code, const std::string &reason) {Json::Value resp_json;resp_json["result"] = result;resp_json["reason"] = reason;std::string resp_body;json_util::serialize(resp_json, resp_body);conn->set_status(code);conn->set_body(resp_body);conn->append_header("Content-Type", "application/json");return;}void reg(wsserver_t::connection_ptr &conn) {//用户注册功能请求的处理websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();//1. 获取到请求正文std::string req_body = conn->get_request_body();//2. 对正文进行json反序列化，得到用户名和密码Json::Value login_info;bool ret = json_util::unserialize(req_body, login_info);if (ret == false) {DLOG("反序列化注册信息失败");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请求的正文格式错误");}//3. 进行数据库的用户新增操作if (login_info["username"].isNull() || login_info["password"].isNull()) {DLOG("用户名密码不完整");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请输入用户名/密码");}ret = _ut.insert(login_info);if (ret == false) {DLOG("向数据库插入数据失败");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "用户名已经被占用!");}//  如果成功了，则返回200return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::ok, "注册用户成功");}void login(wsserver_t::connection_ptr &conn) {//用户登录功能请求的处理//1. 获取请求正文，并进行json反序列化，得到用户名和密码std::string req_body = conn->get_request_body();Json::Value login_info;bool ret = json_util::unserialize(req_body, login_info);if (ret == false) {DLOG("反序列化登录信息失败");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请求的正文格式错误");}//2. 校验正文完整性，进行数据库的用户信息验证if (login_info["username"].isNull() || login_info["password"].isNull()) {DLOG("用户名密码不完整");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "请输入用户名/密码");}ret = _ut.login(login_info);if (ret == false) {//  1. 如果验证失败，则返回400DLOG("用户名密码错误");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::bad_request, "用户名密码错误");}//3. 如果验证成功，给客户端创建sessionuint64_t uid = login_info["id"].asUInt64();session_ptr ssp = _sm.create_session(uid, LOGIN);if (ssp.get() == nullptr) {DLOG("创建会话失败");return http_resp(conn, false, websocketpp::http::status_code::internal_server_error , "创建会话失败");}_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT);//4. 设置响应头部：Set-Cookie,将sessionid通过cookie返回std::string cookie_ssid = "SSID=" + std::to_string(ssp->ssid());conn->append_header("Set-Cookie", cookie_ssid);return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::ok , "登录成功");}bool get_cookie_val(const std::string &cookie_str, const std::string &key,  std::string &val) {// Cookie: SSID=XXX; path=/; //1. 以 ; 作为间隔，对字符串进行分割，得到各个单个的cookie信息std::string sep = "; ";std::vector<std::string> cookie_arr;string_util::split(cookie_str, sep, cookie_arr);for (auto str : cookie_arr) {//2. 对单个cookie字符串，以 = 为间隔进行分割，得到key和valstd::vector<std::string> tmp_arr;string_util::split(str, "=", tmp_arr);if (tmp_arr.size() != 2) { continue; }if (tmp_arr[0] == key) {val = tmp_arr[1];return true;}}return false;}void info(wsserver_t::connection_ptr &conn) {//用户信息获取功能请求的处理Json::Value err_resp;// 1. 获取请求信息中的Cookie，从Cookie中获取ssidstd::string cookie_str = conn->get_request_header("Cookie");if (cookie_str.empty()) {//如果没有cookie，返回错误：没有cookie信息，让客户端重新登录return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到cookie信息，请重新登录");}// 1.5. 从cookie中取出ssidstd::string ssid_str;bool ret = get_cookie_val(cookie_str, "SSID", ssid_str);if (ret == false) {//cookie中没有ssid，返回错误：没有ssid信息，让客户端重新登录return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到ssid信息，请重新登录");}// 2. 在session管理中查找对应的会话信息session_ptr ssp = _sm.get_session_by_ssid(std::stol(ssid_str));if (ssp.get() == nullptr) {//没有找到session，则认为登录已经过期，需要重新登录return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "登录过期，请重新登录");}// 3. 从数据库中取出用户信息，进行序列化发送给客户端uint64_t uid = ssp->get_user();Json::Value user_info;ret = _ut.select_by_id(uid, user_info);if (ret == false) {//获取用户信息失败，返回错误：找不到用户信息return http_resp(conn, true, websocketpp::http::status_code::bad_request, "找不到用户信息，请重新登录");}std::string body;json_util::serialize(user_info, body);conn->set_body(body);conn->append_header("Content-Type", "application/json");conn->set_status(websocketpp::http::status_code::ok);// 4. 刷新session的过期时间_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT);}void http_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) {wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl);websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();std::string method = req.get_method();std::string uri = req.get_uri();if (method == "POST" && uri == "/reg") {return reg(conn);}else if (method == "POST" && uri == "/login") {return login(conn);}else if (method == "GET" && uri == "/info") {return info(conn);}else {return file_handler(conn);}}void ws_resp(wsserver_t::connection_ptr conn, Json::Value &resp) {std::string body;json_util::serialize(resp, body);conn->send(body);}session_ptr get_session_by_cookie(wsserver_t::connection_ptr conn) {Json::Value err_resp;// 1. 获取请求信息中的Cookie，从Cookie中获取ssidstd::string cookie_str = conn->get_request_header("Cookie");if (cookie_str.empty()) {//如果没有cookie，返回错误：没有cookie信息，让客户端重新登录err_resp["optype"] = "hall_ready";err_resp["reason"] = "没有找到cookie信息，需要重新登录";err_resp["result"] = false;ws_resp(conn, err_resp);return session_ptr();}// 1.5. 从cookie中取出ssidstd::string ssid_str;bool ret = get_cookie_val(cookie_str, "SSID", ssid_str);if (ret == false) {//cookie中没有ssid，返回错误：没有ssid信息，让客户端重新登录err_resp["optype"] = "hall_ready";err_resp["reason"] = "没有找到SSID信息，需要重新登录";err_resp["result"] = false;ws_resp(conn, err_resp);return session_ptr();}// 2. 在session管理中查找对应的会话信息session_ptr ssp = _sm.get_session_by_ssid(std::stol(ssid_str));if (ssp.get() == nullptr) {//没有找到session，则认为登录已经过期，需要重新登录err_resp["optype"] = "hall_ready";err_resp["reason"] = "没有找到session信息，需要重新登录";err_resp["result"] = false;ws_resp(conn, err_resp);return session_ptr();}return ssp;}void wsopen_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn) {//游戏大厅长连接建立成功Json::Value resp_json;//1. 登录验证--判断当前客户端是否已经成功登录session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {return;}//2. 判断当前客户端是否是重复登录if (_om.is_in_game_hall(ssp->get_user()) || _om.is_in_game_room(ssp->get_user())) {resp_json["optype"] = "hall_ready";resp_json["reason"] = "玩家重复登录！";resp_json["result"] = false;return ws_resp(conn, resp_json);}//3. 将当前客户端以及连接加入到游戏大厅_om.enter_game_hall(ssp->get_user(), conn);//4. 给客户端响应游戏大厅连接建立成功resp_json["optype"] = "hall_ready";resp_json["result"] = true;ws_resp(conn, resp_json);//5. 记得将session设置为永久存在_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_FOREVER);}void wsopen_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn) {Json::Value resp_json;//1. 获取当前客户端的sessionsession_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {return;}//2. 当前用户是否已经在在线用户管理的游戏房间或者游戏大厅中---在线用户管理if (_om.is_in_game_hall(ssp->get_user()) || _om.is_in_game_room(ssp->get_user())) {resp_json["optype"] = "room_ready";resp_json["reason"] = "玩家重复登录！";resp_json["result"] = false;return ws_resp(conn, resp_json);}//3. 判断当前用户是否已经创建好了房间 --- 房间管理room_ptr rp = _rm.get_room_by_uid(ssp->get_user());if (rp.get() == nullptr) {resp_json["optype"] = "room_ready";resp_json["reason"] = "没有找到玩家的房间信息";resp_json["result"] = false;return ws_resp(conn, resp_json);}//4. 将当前用户添加到在线用户管理的游戏房间中_om.enter_game_room(ssp->get_user(), conn);//5. 将session重新设置为永久存在_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_FOREVER);//6. 回复房间准备完毕resp_json["optype"] = "room_ready";resp_json["result"] = true;resp_json["room_id"] = (Json::UInt64)rp->id();resp_json["uid"] = (Json::UInt64)ssp->get_user();resp_json["white_id"] = (Json::UInt64)rp->get_white_user();resp_json["black_id"] = (Json::UInt64)rp->get_black_user();return ws_resp(conn, resp_json);}void wsopen_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) {//websocket长连接建立成功之后的处理函数wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl);websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();std::string uri = req.get_uri();if (uri == "/hall") {//建立了游戏大厅的长连接return wsopen_game_hall(conn);}else if (uri == "/room") {//建立了游戏房间的长连接return wsopen_game_room(conn);}}void wsclose_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn) {//游戏大厅长连接断开的处理//1. 登录验证--判断当前客户端是否已经成功登录session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {return;}//1. 将玩家从游戏大厅中移除_om.exit_game_hall(ssp->get_user());//2. 将session恢复生命周期的管理，设置定时销毁_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT);}void wsclose_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn) {//获取会话信息，识别客户端session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {return;}//1. 将玩家从在线用户管理中移除_om.exit_game_room(ssp->get_user());//2. 将session回复生命周期的管理，设置定时销毁_sm.set_session_expire_time(ssp->ssid(), SESSION_TIMEOUT);//3. 将玩家从游戏房间中移除，房间中所有用户退出了就会销毁房间_rm.remove_room_user(ssp->get_user());}void wsclose_callback(websocketpp::connection_hdl hdl) {//websocket连接断开前的处理wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl);websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();std::string uri = req.get_uri();if (uri == "/hall") {//建立了游戏大厅的长连接return wsclose_game_hall(conn);}else if (uri == "/room") {//建立了游戏房间的长连接return wsclose_game_room(conn);}}void wsmsg_game_hall(wsserver_t::connection_ptr conn, wsserver_t::message_ptr msg) {Json::Value resp_json;std::string resp_body;//1. 身份验证，当前客户端到底是哪个玩家session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {return;}//2. 获取请求信息std::string req_body = msg->get_payload();Json::Value req_json;bool ret = json_util::unserialize(req_body, req_json);if (ret == false) {resp_json["result"] = false;resp_json["reason"] = "请求信息解析失败";return ws_resp(conn, resp_json);}//3. 对于请求进行处理：if (!req_json["optype"].isNull() && req_json["optype"].asString() == "match_start"){//  开始对战匹配：通过匹配模块，将用户添加到匹配队列中_mm.add(ssp->get_user());resp_json["optype"] = "match_start";resp_json["result"] = true;return ws_resp(conn, resp_json);}else if (!req_json["optype"].isNull() && req_json["optype"].asString() == "match_stop") {//  停止对战匹配：通过匹配模块，将用户从匹配队列中移除_mm.del(ssp->get_user());resp_json["optype"] = "match_stop";resp_json["result"] = true;return ws_resp(conn, resp_json);}resp_json["optype"] = "unknow";resp_json["reason"] = "请求类型未知";resp_json["result"] = false;return ws_resp(conn, resp_json);}void wsmsg_game_room(wsserver_t::connection_ptr conn, wsserver_t::message_ptr msg) {Json::Value resp_json;//1. 获取客户端session，识别客户端身份session_ptr ssp = get_session_by_cookie(conn);if (ssp.get() == nullptr) {DLOG("房间-没有找到会话信息");return;}//2. 获取客户端房间信息room_ptr rp = _rm.get_room_by_uid(ssp->get_user());if (rp.get() == nullptr) {resp_json["optype"] = "unknow";resp_json["reason"] = "没有找到玩家的房间信息";resp_json["result"] = false;DLOG("房间-没有找到玩家房间信息");return ws_resp(conn, resp_json);}//3. 对消息进行反序列化Json::Value req_json;std::string req_body = msg->get_payload();bool ret = json_util::unserialize(req_body, req_json);if (ret == false) {resp_json["optype"] = "unknow";resp_json["reason"] = "请求解析失败";resp_json["result"] = false;DLOG("房间-反序列化请求失败");return ws_resp(conn, resp_json);}DLOG("房间：收到房间请求，开始处理....");//4. 通过房间模块进行消息请求的处理return rp->handle_request(req_json);}void wsmsg_callback(websocketpp::connection_hdl hdl, wsserver_t::message_ptr msg) {//websocket长连接通信处理wsserver_t::connection_ptr conn = _wssrv.get_con_from_hdl(hdl);websocketpp::http::parser::request req = conn->get_request();std::string uri = req.get_uri();if (uri == "/hall") {//建立了游戏大厅的长连接return wsmsg_game_hall(conn, msg);}else if (uri == "/room") {//建立了游戏房间的长连接return wsmsg_game_room(conn, msg);}}public:/*进行成员初始化，以及服务器回调函数的设置*/gobang_server(const std::string &host,const std::string &user,const std::string &pass,const std::string &dbname,uint16_t port = 3306,const std::string &wwwroot = WWWROOT):_web_root(wwwroot), _ut(host, user, pass, dbname, port),_rm(&_ut, &_om), _sm(&_wssrv), _mm(&_rm, &_ut, &_om) {_wssrv.set_access_channels(websocketpp::log::alevel::none);_wssrv.init_asio();_wssrv.set_reuse_addr(true);_wssrv.set_http_handler(std::bind(&gobang_server::http_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_open_handler(std::bind(&gobang_server::wsopen_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_close_handler(std::bind(&gobang_server::wsclose_callback, this, std::placeholders::_1));_wssrv.set_message_handler(std::bind(&gobang_server::wsmsg_callback, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));}/*启动服务器*/void start(int port) {_wssrv.listen(port);_wssrv.start_accept();_wssrv.run();}
};
#endif