Отправка предварительно определенных сообщений через TCP-сокеты [duplicate]

Традиционный подход состоит в том, чтобы определить структуру сообщений C ++ для каждого сообщения протокола и реализовать для него функции сериализации и десериализации. Например, Login Request может быть представлен следующим образом:

#include <string>
#include <stdint.h>

struct LoginRequest
{
    int32_t protocol_version;
    std::string username;
    std::string password;
    int64_t map_seed;
    int8_t dimension;
};

Теперь необходимы функции сериализации. Сначала ему нужны функции сериализации для целых чисел и строк, так как это типы членов в LoginRequest.

Целочисленные функции сериализации должны делать преобразования в представлении и из представления большого числа. Поскольку члены сообщения копируются в буфер и из него, изменение порядка байтов может выполняться при копировании:

#include <boost/detail/endian.hpp>
#include <algorithm>

#ifdef BOOST_LITTLE_ENDIAN

    inline void xcopy(void* dst, void const* src, size_t n)
    {
        char const* csrc = static_cast<char const*>(src);
        std::reverse_copy(csrc, csrc + n, static_cast<char*>(dst));
    }

#elif defined(BOOST_BIG_ENDIAN)

    inline void xcopy(void* dst, void const* src, size_t n)
    {
        char const* csrc = static_cast<char const*>(src);
        std::copy(csrc, csrc + n, static_cast<char*>(dst));
    }

#endif

// serialize an integer in big-endian format
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would overflow
template<class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, char*>::type serialize(T val, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    char* p = buf_beg + sizeof(T);
    if(p <= buf_end)
        xcopy(buf_beg, &val, sizeof(T));
    return p;
}

// deserialize an integer from big-endian format
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would underflow (incomplete message)
template<class T>
typename boost::enable_if<boost::is_integral<T>, char const*>::type deserialize(T& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    char const* p = buf_beg + sizeof(T);
    if(p <= buf_end)
        xcopy(&val, buf_beg, sizeof(T));
    return p;
}

И для строк (обработка изменена UTF-8 таким же образом как строки asciiz ):

// serialize a UTF-8 string
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would overflow
char* serialize(std::string const& val, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    int16_t len = val.size();
    buf_beg = serialize(len, buf_beg, buf_end);
    char* p = buf_beg + len;
    if(p <= buf_end)
        memcpy(buf_beg, val.data(), len);
    return p;
}

// deserialize a UTF-8 string
// returns one past the last written byte, or >buf_end if would underflow (incomplete message)
char const* deserialize(std::string& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    int16_t len;
    buf_beg = deserialize(len, buf_beg, buf_end);
    if(buf_beg > buf_end)
        return buf_beg; // incomplete message
    char const* p = buf_beg + len;
    if(p <= buf_end)
        val.assign(buf_beg, p);
    return p;
}

И несколько вспомогательных функторов:

struct Serializer
{
    template<class T>
    char* operator()(T const& val, char* buf_beg, char* buf_end)
    {
        return serialize(val, buf_beg, buf_end);
    }
};

struct Deserializer
{
    template<class T>
    char const* operator()(T& val, char const* buf_beg, char const* buf_end)
    {
        return deserialize(val, buf_beg, buf_end);
    }
};

Теперь, используя эти примитивные функции, мы можем легко сериализовать и десериализовать LoginRequest message:

template<class Iterator, class Functor>
Iterator do_io(LoginRequest& msg, Iterator buf_beg, Iterator buf_end, Functor f)
{
    buf_beg = f(msg.protocol_version, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.username, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.password, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.map_seed, buf_beg, buf_end);
    buf_beg = f(msg.dimension, buf_beg, buf_end);
    return buf_beg;
}

char* serialize(LoginRequest const& msg, char* buf_beg, char* buf_end)
{
    return do_io(const_cast<LoginRequest&>(msg), buf_beg, buf_end, Serializer());
}

char const* deserialize(LoginRequest& msg, char const* buf_beg, char const* buf_end)
{
    return do_io(msg, buf_beg, buf_end, Deserializer());
}

Использование вспомогательных функторов выше и представление буферов ввода / вывода в качестве char диапазонов итераторов требуется только один шаблон функции для сериализации и десериализации сообщения.

И все вместе, использование:

int main()
{
    char buf[0x100];
    char* buf_beg = buf;
    char* buf_end = buf + sizeof buf;

    LoginRequest msg;

    char* msg_end_1 = serialize(msg, buf, buf_end);
    if(msg_end_1 > buf_end)
        ; // more buffer space required to serialize the message

    char const* msg_end_2 = deserialize(msg, buf_beg, buf_end);
    if(msg_end_2 > buf_end)
        ; // incomplete message, more data required
}