Linux 应用层自定义协议与序列化

文章目录

一、应用层
- 1、协议
- 2、序列化 && 反序列化
- 3、通过Json库进行数据的序列化 && 反序列化
- - Json::Value类
  - Json::Reader类
  - Json::Writer类
二、为什么read、write、recv、send和Tcp支持全双工？
- 发数据的本质：
- tcp支持全双工通信的原因：
- 为什么IO函数要阻塞？
- 其他：
- - 因为面向字节流，可能读取不了一个完成的请求，那如何保证在主机中保证处理的是一个完整的请求？
  - 因为面向字节流，可能读取不了一个完成的请求，那如何保证在主机中保证处理的是一个完整的请求？

一、应用层

1、协议

协议本质是一种约定。
协议就是双方约定好的结构化数据。

2、序列化 && 反序列化

在用户在网络中发送的信息类型不都是字符串，有可能是整型，浮点数，自定义类型等等，将不同的类型通过网络发送给另外一个客户端，然后进行识别明显是比较困难的，为了解决这种事情，我们把发送的消息进行序列化和反序列化来对信息进行封装和解封。

3、通过Json库进行数据的序列化 && 反序列化

Json::Value类

operator[]：通过键名或索引访问JSON对象中的元素。
append：向JSON数组中添加元素。
asString、asInt、asFloat、asBool等：将Json::Value对象转换为不同的数据类型。
type()：获取Json::Value对象的类型。

    // 创建一个Json::Value 对象
    Json::Value root;

    // 通过键值访问Json对象元素，如果没有键值对应的元素则新建
    root["name"] = "zhangsan";
    root["age"] = 18;
    root["year" ] = 2024;

    // 向数组中添加键值对
    // 创建一个Json::Value对象，并初始化为数组类型
    Json::Value root(Json::arrayValue);
    // 使用append方法向数组中添加元素
    root.append("Hello"); // 添加一个字符串
    root.append(123);     // 添加一个整数
    root.append(45.67);   // 添加一个浮点数

    // 将Json::Value对象转换为不同的数据类型
    // asString、asInt、asFloat、asBool等
    int age = root["age"].asInt();
    std::string name = root["name"].asString();
    // 获取Json::Value对象的类型
    // Null：表示JSON中的null值。
    // String：表示JSON中的字符串值。
    // Number：表示JSON中的数字值，这通常包括整数和浮点数。不过，在某些实现中，可能会进一步区分整数（Int）和浮点数（Float或Double）。
    // Boolean：表示JSON中的布尔值（true或false）。
    // Array：表示JSON中的数组，数组可以包含多个JSON值，这些值的类型可以不同。
    // Object：表示JSON中的对象，对象由键值对组成，其中键是字符串，值是任意的JSON值。
    // ...
    Json::ValueType type = root.type();
    
    // 输出，测试 
    Json::FastWriter writer;
    std::string str = writer.write(root);
    std::cout << str << std::endl;

Json::Reader类

用于将JSON格式的字符串解析为Json::Value对象。

parse：解析JSON字符串，并将其存储在Json::Value对象中。

// JSON格式的字符串
    std::string jsonStr = R"({"name": "John Doe", "age": 30, "is_student": false, "scores": [90, 85, 95]})";

    // 创建一个Json::Value对象来存储解析后的JSON数据
    Json::Value root;

    // 创建一个Json::Reader对象来解析JSON字符串
    Json::Reader reader;

    // 使用parse方法解析JSON字符串
    bool parsingSuccessful = reader.parse(jsonStr, root);

    // 检查解析是否成功
    if (!parsingSuccessful)
    {
        // 如果解析失败，输出错误信息
        std::cout << "Failed to parse JSON"
                  << std::endl
                  << reader.getFormattedErrorMessages() << std::endl;
        return 1;
    }

    // 解析成功后，可以使用root对象来访问JSON数据
    std::string name = root["name"].asString();
    int age = root["age"].asInt();
    bool isStudent = root["is_student"].asBool();

    // 访问数组中的元素
    Json::Value scores = root["scores"];
    for (int i = 0; i < scores.size(); ++i)
    {
        std::cout << "Score " << i + 1 << ": " << scores[i].asInt() << std::endl;
    }

    // 输出一些基本信息
    std::cout << "Name: " << name << std::endl;
    std::cout << "Age: " << age << std::endl;
    std::cout << "Is Student: " << std::boolalpha << isStudent << std::endl;

Json::Writer类

功能：Json::Writer是一个抽象基类，用于将Json::Value对象序列化为JSON格式的字符串。通常不会直接使用，而是使用其子类如Json::StyledWriter或Json::FastWriter。
子类：
Json::StyledWriter：生成格式化的JSON字符串，易于阅读。
Json::FastWriter：生成紧凑的JSON字符串，没有额外的空格和换行符。

    Json::Value root;
    root["name"] = "zhangsan";
    root["age"] = 18;
    root["year"] = 2024;

    Json::FastWriter fast_write;
    Json::StyledWriter styledwriter;

    std::string str1 = fast_write.write(root);
    std::cout << str1 << std::endl;
    std::cout << "------------------------------" << std::endl;
    std::string str2 = styledwriter.write(root);
    std::cout << str2 << std::endl;