基于UDP的P2P聊天工具 0.5——自定义消息协议

基于UDP的P2P聊天工具 0.5——自定义消息协议

简介：

1）这是聊天工具的消息协议部分，对0.2版的协议做了改进；

2）虽然整个工具暂时只在windows运行，但是消息协议部分是可以拎出来的；

3）需要提醒的是，暂时要求双方平台一致；

4）这里的Msg.h和Msg.cpp就是本篇文章的代码；

相关内容：

1）在C++中使用柔性数组存在的问题；

2）使用string保存二进制数据；

3）当stl容器元素是指针、对象、智能指针时，有什么区别；

一、柔性数组的缺点

回顾一下0.2版中提到的消息协议类型。它使用了柔性数组，大致是这样：

struct Msg
{
int size;
char data[0];
};

这样写的好处是，可以任意指定消息的长度。它在使用上也有方便的地方。比如可以直接将Msg*指针直接转换为char*指针，然后进行发送。(这是在不考虑字节序的问题的情况下。虽然这个问题很重要，但目前先不考虑。)

然而，这种形式存在几个问题。

1.1 不方便使用构造函数

在构造函数中，很难给对象自身的柔性数组开辟空间。一种取巧的方式，是在结构体的外部定义一个函数，来初始化对象。除了看起来会有些不伦不类，但也还是一种管用的方法。另一种相对靠谱的方式，就是使用指针或容器等取代柔性素组。这种方式倒是比柔性数组更加常见，像这样：

struct Msg
{
int size;
char* data;
};

1.2 同一个消息体中只能有一个柔性数组

这样一来，如果想要多个变长的数据体，就需要对柔性数组的内存做处理。这反而把问题弄复杂。

1.3 手动管理内存

这个反而不算大问题，因为C++很多时候都是需要手动管理的。不过，柔性数组的使用增加了遗忘的可能。

综上，我将停用0.2版工具的消息结构。然后在下一节中，我将对新的消息结构做介绍。

二、使用string保存二进制数据

以字符串为例，像这样：

const char* chs = "abc\0def";
string str(chs, 8);
cout << str << endl; /*1*/  // #include <string>

char temp[8] = { 0 };
memcpy(temp, str.c_str(), str.size());

for (int i = 0; i < str.size(); i++)
cout << temp[i] << " ";  /*2*/
cout << endl;

我们可以看到，/1/处和/2/都输出与chs一致的字符串。这说明，string在保存字符串时，并不会受到’\0’干扰。所以，这里将用string取代柔性数组。

新的消息结构体如下：

#pragma pack(1)
// 消息头
struct Head
{
unsigned int seq;
unsigned int timestamp; // 发送时的时间戳
unsigned int rto;   // 重传超时
unsigned int size;
bool ACK;   // 是否是ack消息
};

struct RealMsg
{
Head m_head;    // 消息头
std::string m_data; // 消息体（保存数据实体）

// 默认构造函数
RealMsg();

// 根据消息体，构造消息
RealMsg(const char* data, int len);

// 从序列化的消息结构中，构造消息
RealMsg(std::string buf);

// 生成确认包
RealMsg* GetACK();

// 序列化消息
std::string Serialize();

// 反序列化消息
void Deserialize(std::string buf);
};
#pragma pack()

注：完整代码是https://github.com/Jiacheng03/Hailer里的Msg.h和Msg.cpp。

三、当stl容器元素是指针、对象、智能指针时，有什么区别；

以list为例，如：

class Test
{
public:
~Test(){cout << "~test" << endl;}
}
list<Test> li;

3.1 当元素为对象时，

li.erase(li.begin());

会调用Test的析构函数，但是li的操作过程中Test对象会被相应的构造和析构。不适合构造和析构费时的类；

3.2 当元素为指针时，

li.erase

不会导致Test对象析构。此时需要注意内存管理；

3.3 当元素为智能指针时，

li.erase

不会导致Test对象析构，但智能指针可以负责处理内存释放。

为了方便，0.5版除了给出RealMsg结构体，还给出了Msg，即

typedef shared_ptr<RealMsg> Msg

当前，Hailer（标题中的聊天工具）中在涉及消息结构的地方，都已经替换为Msg。

四、说明

代码在https://github.com/Jiacheng03/Hailer

到了晚上，写代码和文章的速度&混乱度&错误率都一起提高了：）

如有错误或者写的不清的地方，还请多包含并指出，谢谢。