protobuf+socket实现CS之间的心跳包

之前给出了都是google提供的一些样例，但是protobuf提供的是数据的序列化和反序列化，显然在cs架构中非常适用，适用protobuf可以大大减小编程者对于通信双方格式的定义与解析，只用关系用户的逻辑功能即可。

下面拿一个简单的cs架构中双方心跳包的检测进行举例说明：

1、定义protubuf心跳包的数据结构类型

//Test.proto
package Test.protobuf ;//包名:在生成对应的C++文件时，将被替换为名称空间，在代码中会有体现
option optimize_for = SPEED ;//文件级别的选项,Protobuf优化级别
//心跳信息数据结构
message HeartInfo
{
    required int32 curtime = 1;
    required string hostip = 2 ; 
};

2、编译产生头文件

protoc -I=./ --cpp_out=./ ./Test.proto

结果如下：
在这里插入图片描述
3、定义客户端通信代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>
//for protobuf
#include "Test.pb.h" 
//for socket
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace Test::protobuf ;

const int BUFFSIZE = 128;
int main()
{
    //建立socket
    int socketfd ;
    struct sockaddr_in seraddr ;
    string hostip = "127.0.0.1";
    //链接，尝试3次
    for(int i = 0 ; i < 3;++i)
    {
        if((socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) > 0)
        {
            cout<<"create socket success..."<<endl;
            break;
        }
        usleep(2);
    }
    //地址置空
    bzero( &seraddr, sizeof(seraddr) );
    //
    seraddr.sin_family = AF_INET ;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(hostip.c_str());
    //尝试连接到服务端地址
    if(connect(socketfd,(struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr)) < 0)
    {
        cout<<"connect to server failed ..."<<endl;
        close(socketfd);
        return -1;
    }

    HeartInfo myprotobuf;
    while(1)
    {
        int curtime = time(NULL) ;
        //以下方法的实现可以Test.pb.h中找到
        myprotobuf.set_curtime(curtime);
        myprotobuf.set_hostip("127.0.0.1");
        //protobuf的序列化方式之一
        char buff[BUFFSIZE];
        myprotobuf.SerializeToArray(buff,BUFFSIZE);

        if(send(socketfd,buff,strlen(buff),0) < 0)
        {
            cout<<curtime<<": send failed ..."<<endl;
            break;
        }
        cout<<curtime<<": send success ..."<<endl;
        usleep(5); //每隔5s发送一次
    }
    close(socketfd);
    return 0;
}

编译客户端程序，生成可执行程序，命令如下：

 g++ Test.pb.cc client.cpp -o client `pkg-config --cflags --libs protobuf`

生成文件如下：
在这里插入图片描述

4、定义服务端代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>
//for protobuf
#include "Test.pb.h" 
//for socket
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;
using namespace Test::protobuf ;

const int BUFFSIZE = 128;
const int QLEN = 10 ;

int main()
{

    int listenfd ;
    int connfd ;
    struct sockaddr_in seraddr ;
    //建立socket
    //AF_INET:IPv4因特网域
    //SOCK_STREAM:TCP链接
    //0:给定前两个参数，选择默认的协议
    listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(listenfd < 0 )
    {
        cout<<"socket failed"<<endl;
    }
    //地址置空
    bzero(&seraddr,sizeof(seraddr));
    //
    seraddr.sin_family = AF_INET ;
    seraddr.sin_port = htons(9999);
    seraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    //关联地址和套接字
    if(bind(listenfd,(struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr)) < 0)
    {
        cout<<"bind address with socket failed..."<<endl;
        close(listenfd);
        return -1;
    }
    //调用listen，宣告server愿意接受链接请求
    if(listen(listenfd,QLEN) == -1)
    {
        cout<<"listen on socket failed..."<<endl;
        close(listenfd);
        return -1;
    }
    //获得连接请求，并建立连接
    if( (connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)NULL,NULL)) < 0 )
    {
        cout<<"accept the request failed"<<endl;
        close(listenfd);
        return -1;
    }
    HeartInfo myprotobuf;
    char buff[BUFFSIZE];
    while(1)
    {
        if(recv(connfd,buff,sizeof(buff),0) < 0)
        {
            cout<<"recv failed ..."<<endl;
            break;
        }
        //protobuf反序列化
        myprotobuf.ParseFromArray(buff,BUFFSIZE);
        cout<<"last heart time:"<<myprotobuf.curtime()<<"\t"
            <<"host ip:"<<myprotobuf.hostip()<<endl;
    }
    close(listenfd);
    close(connfd);
    return 0;
}

和客户端一样，编译代码，生成可执行文件

g++ Test.pb.cc server.cpp -o server `pkg-config --cflags --libs protobuf`

结果如下：
在这里插入图片描述

5、运行结果

先运行服务端程序，在运行客户端程序，结果如下：
在这里插入图片描述

6、参考

https://blog.csdn.net/cjf_wei/article/details/52894560
https://tech.meituan.com/serialization_vs_deserialization.html?utm_source=tuicool
http://www.cnblogs.com/stephen-liu74/archive/2013/01/04/2842533.html