C++ 网络编程(11)服务器逻辑层设计和消息完善

🎯 C++ 网络编程(11)服务器逻辑层设计和消息完善
📅 更新时间：2025年6月7日
🏷️ 标签：C++ | Boost.Asio | 网络编程 | tlv协议 | TCP

前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

本文概述基于boost::asio实现的服务器逻辑层结构，并且完善之前设计的消息结构。因为为了简化粘包处理，我们简化了发送数据的结构,这次我们给出完整的消息设计，以及服务器架构设计

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、服务器架构设计

我们接下来要设计的服务器结构是这样的

二、消息头完善

我们这次用一个完整的tlv协议的结果来实现，之前我们只有一个消息长度和消息内容

现在将其完善为如下的样子

为了减少耦合和歧义，我们重新设计消息节点
MsgNode表示消息节点的基类，头部的消息用这个结构存储。
RecvNode表示接收消息的节点。
SendNode表示发送消息的节点。
我们将上述结构定义在MsgNode.h中

三、MsgNode.h

1.代码部分

#pragma once
#include<string>
#include<iostream>
#include<boost/asio.hpp>


//基类
class MsgNode
{
	friend class CSession;
public:
	MsgNode(short max_len) :_total_len(max_len), _cur_len(0)
	{
		_data = new char[_total_len + 1]();
		_data[_total_len] = '\0';
	}

	~MsgNode()
	{
		std::cout << "destruct MsgNode " << std::endl;
		delete[]_data;
	}

	void Clear()
	{
		::memset(_data, 0, _total_len);
		_cur_len = 0;
	}

	short _cur_len;//已经发送/接收的长度
	short _total_len;
	char* _data;

};

//接收数据
class RecvNode :public MsgNode
{
public:
	RecvNode(short max_len, short msg_id);
private:
	short _msg_id;
};

//发送数据
class SendNode :public MsgNode
{
public:
	SendNode(const char* msg, short max_len, short msg_id);
private:
	short _msg_id;
}; 

2.代码讲解

我们这里用MsgNode作为基类
然后收发用两个类去实现，因为收信息和发信息都需要数组来存储，所以在基类构造函数中我们new 一个数组

同时收消息，我们只知道消息id和长度，所以构造函数中就是这两个参数

但发信息的时候，我们知道消息id 消息长度 消息首地址，所以有三个参数

同时在构造函数初始化的时候，我们直接把数据长度传给基类中构造即可

3.MsgNode中类构造函数实现

#include "MsgNode.h"
#include"const.h"

RecvNode::RecvNode(short max_len, short msg_id) 
:MsgNode(max_len), _msg_id(msg_id)
{

}

SendNode::SendNode(const char* msg, short max_len, short msg_id) 
:MsgNode(max_len + HEAD_TOTAL_LEN),_msg_id(msg_id)
{
	//id
	short msg_id_network = 
	boost::asio::detail::socket_ops::host_to_network_short(_msg_id);
	memcpy(_data, &msg_id_network, HEAD_ID_LEN);

	//长度
	short msg_len_network = 
	boost::asio::detail::socket_ops::host_to_network_short(max_len);
	
	memcpy(_data + HEAD_ID_LEN, &msg_len_network, HEAD_DATA_LEN);

	//消息体
	memcpy(_data + HEAD_TOTAL_LEN, msg, msg_len_network);
}

4.注意点

在发信息的构造函数中，别忘记要对消息id和消息长度转换字节序

//id
	short msg_id_network = 
	boost::asio::detail::socket_ops::host_to_network_short(_msg_id);
//长度
	short msg_len_network = 
	boost::asio::detail::socket_ops::host_to_network_short(max_len);

四、Session类改写

SendNode发送节点构造时，先将id转为网络字节序，然后写入_data数据域。
然后将要发送数据的长度转为大端字节序，写入_data数据域，注意要偏移HEAD_ID_LEN长度。
最后将要发送的数据msg写入_data数据域，注意要偏移
HEAD_ID_LEN+HEAD_DATA_LEN

CSession.h

因为我们这里设置了三个类，不再是第八章的那样全部用一个类MsgNode了
所以我们这里要改一下

std::queue<shared_ptr<SendNode> > _send_que;
std::mutex _send_lock;
//收到的消息结构
std::shared_ptr<RecvNode> _recv_msg_node;
bool _b_head_parse;
//收到的头部结构
std::shared_ptr<MsgNode> _recv_head_node;

分别用SendNode
RecvNode
MsgNode
去表示收发数据和收发数据的头部

CSession::Send

这里在发送的时候我们需要把消息id也传进来

void CSession::Send(char* msg, short max_length, short msgid) {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(_send_lock);
    int send_que_size = _send_que.size();
    if (send_que_size > MAX_SENDQUE) {
        std::cout << "session: " << 
        _uuid << " send que fulled, size is " << MAX_SENDQUE << endl;
        return;
    }
    _send_que.push(make_shared<SendNode>(msg, max_length, msgid));！！！！！！
    if (send_que_size>0) {
        return;
    }
    auto& msgnode = _send_que.front();
    boost::asio::async_write(_socket, boost::asio::buffer
    (msgnode->_data, msgnode->_total_len), 
        std::bind(&CSession::HandleWrite, 
        this, std::placeholders::_1, SharedSelf()));
}

基本上和第八章的一样，就改写了这里

_send_que.push(make_shared<SendNode>(msg, max_length, msgid));

CSession::HandleRead

在读数据进行解析的时候，要用以下的片段写法

比如一开始在判断收入数据不足头部大小的时候，记得是4字节，不再是2字节了
因为此时头部包含消息id 消息长度
所以这里用HEAD_TOTAL_LEN而不是HEAD_HEAD_LEN

//收到的数据不足头部大小
if (bytes_transferred + _recv_head_node->_cur_len < HEAD_TOTAL_LEN) {
	..........
	.........
	........
	.....
}

然后在调用Send发送回客户端的时候，我们需要对传入的消息id 和 消息长度这两个参数进行转为网络格式

//取id
msg_id = 0;
memcpy(&msg_id, _recv_head_node->_data, HEAD_ID_LEN);
msg_id = boost::asio::detail::socket_ops::host_to_network_short(msg_id);

总结

本文介绍了服务器逻辑和网络层的设计，并且基于这个架构，完善了消息发送结构，下一篇带着大家设计逻辑类和逻辑队列

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