文本协议篇1-文本协议的设计与实现

1. 发送缓冲区和接收缓冲区的概念

• 缓冲区：暂存数据的内存空间
• 发送缓冲区：数据先进入发送缓冲区，之后由操作系统发送到远端主机
• 接收缓冲区：远端数据被操作系统接受后放入接收缓冲区 

2. 数据粘黏问题

• 接收端无法知道数据的发送方式。 
  

 

3. 应用层协议

• 网络程序设计中期望
  • 每次发送一条完整的消息，每次接收一条完整的消息（发送和接收都是以一条完整的消息为单位进行）
  • 即使接受缓冲区中有多条消息，消息之间有明显的界限，不会出现消息粘粘
  • 消息中增加一些额外的类型，其涵盖了数据类型和数据长度等信息
• 什么是协议
  • 协议是通讯双方为了数据交换而建立的规则、标准或规定的集合 
    -协议对数据传输的作用
  • 通讯双方根据协议能够正确收发数据
  • 通讯双方根据协议能够正确解释数据的意义 
    -协议设计示例
  • 完整的消息包含
    • 数据头：数据类型（指明了数据区的用途，长度固定）
    • 数据长度：数据区的长度（长度固定）
    • 数据区：字符数据（变长区域）

4. 协议设计示例

• 数据消息至少8个字符
• 可通过计算数据消息的总长度，能够避开数据粘粘问题

5. 代码

实现功能如下

1. 将协议对象组装成一个完整的字符串类型的消息
2. 将一个满足协议规则的字符串装配成一个协议对象
3. 详见main函数测试

TextMessage.pro

QT -= gui

CONFIG += c++11 console
CONFIG -= app_bundle

# The following define makes your compiler emit warnings if you use
# any feature of Qt which as been marked deprecated (the exact warnings
# depend on your compiler). Please consult the documentation of the
# deprecated API in order to know how to port your code away from it.
DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS

# You can also make your code fail to compile if you use deprecated APIs.
# In order to do so, uncomment the following line.
# You can also select to disable deprecated APIs only up to a certain version of Qt.
#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0

SOURCES += main.cpp 
    textmessage.cpp

HEADERS += 
    textmessage.h

textmessage.h

#ifndef TEXTMESSAGE_H
#define TEXTMESSAGE_H

#include <QObject>

class TextMessage : public QObject
{
    Q_OBJECT
    QString m_type;
    QString m_data;
public:
    explicit TextMessage(QObject *parent = nullptr);
    TextMessage(QString type, QString data, QObject* parent = NULL);

    QString type();
    int length();
    QString data();

    QString serialize();
    bool unserialize(QString s);
signals:

public slots:
};

#endif // TEXTMESSAGE_H

textmessage.cpp

#include "textmessage.h"

TextMessage::TextMessage(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    m_data="";
    m_type="";
}

TextMessage::TextMessage(QString type, QString data, QObject* parent):QObject(parent)
{
    m_type=type.trimmed();

    m_type.resize(4,' ');

    m_data=data.mid(0,0xFFFF);

}

QString TextMessage::type()
{
    return m_type;
}

int TextMessage::length()
{
    return m_data.length();
}

QString TextMessage::data()
{
    return m_data;
}

QString TextMessage::serialize()
{
    QString len=QString::asprintf("%X", m_data.length());

    len.resize(4,' ');

    return m_type+len+m_data;
}

bool TextMessage::unserialize(QString s)
{
    bool ret=(s.length()>=8);

    if(ret)
    {
        QString type=s.mid(0,4);
        QString len=s.mid(4,4);
        int length=len.toInt(&ret,16);

        ret=ret&&( (s.length()-8)==length);

        if(ret)
        {
            m_type=type;
            m_data=s.mid(8,length);
        }
    }

    return  ret;
}

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include "textmessage.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    TextMessage tm("AB","1234567890");
    QString message=tm.serialize();

    qDebug()<<message;

    TextMessage tmt;

    tmt.unserialize(message);

    qDebug()<<tmt.type();
    qDebug()<<tmt.length();
    qDebug()<<tmt.data();

    return a.exec();
}

结果 

6.小结

• TCP编程发送数据时，数据先被放于发送缓冲区
• TCP编程接受数据时，从接收缓冲区中取数据
• TCP接收端无法知道数据的发送方式，可能产生数据的粘粘问题
• TCP编程时可通过建立协议规则解决数据粘粘问题