编写C++服务器时报文格式不要使用继承关系

两种关系示例

在使用C++ socket编写服务器的时候，我们会使用struct指定一系列结构体作为消息报文，一般来说这些结构体都会有相同的首部，并在首部包含该结构体类型的信息。关于首部和其他消息的关系，我们一般可以选择继承关系和复合关系两种。示例如下：

1. 继承关系

   struct Msg {
   	Msg(CMD cmd = CMD::LOG_ERROR, int len = sizeof(Msg))
   		:_cmd(cmd), _len(len) {}
   	virtual ~Msg() {}
   	CMD _cmd;
   	int _len;
   };
   	
   struct MsgLogin : public Msg {
   	MsgLogin()
   		: Msg(CMD::LOGIN, sizeof(MsgLogin))
   		, _username(""), _password("") {}
   	virtual ~MsgLogin() {};
   	char _username[NAME_LEN];
   	char _password[PASSWD_LEN];
   };
   

2. 复合关系

   struct MsgHeader {
   	MsgHeader(CMD cmd = CMD::LOG_ERROR, int len = sizeof(MsgHeader))
   		:_cmd(cmd), _len(len) {}
   	CMD _cmd;
   	int _len;
   };
   
   struct MsgLogin {
   	MsgLogin()
   		: _header(CMD::LOGIN, sizeof(MsgLogin))
   		, _username(""), _password("") {}
   	MsgHeader _header;
   	char _username[NAME_LEN];
   	char _password[PASSWD_LEN];
   };
   

对比分析

在bilibili上刘远东老师的C++高并发服务器教程中，老师使用的是继承关系。然而我认为，无论在什么情况下都更应使用复合关系。继承关系的缺点在于析构函数上：

1. 如果不使用虚析构函数，那么当一个Msg类的指针指向MsgLogin对象时，如果对该指针使用delete函数，则无法调用MsgLogin的析构函数，造成内存泄露。

   Msg* msg = new MsgLogin;
   delete msg; /*内存泄漏*/
   

2. 如果使用虚析构函数，则这一系列类就是包含虚函数的类，编译器会为他们创建虚函数表。这时候类的内存结构会发生变化。以下是一个Msg的内存结构。
   

   在这种情况下，我们无法简单地通过

   Msg msg;
   recv(socket, (char*)&msg, sizeof(msg), 0);
   

   来将接收到的信息写入到Msg实例中。而是需要仔细计算一个指针的偏移量来接收信息。

   Msg msg;
   recv(socket, (char*)&msg+sizeof(void*), sizeof(msg)-sizeof(void*), 0)
   

   这样首先可读性不强，在这里看到个sizeof(void*)一般人的反应都是一脸懵逼，其次就是风险大。忘写虚析构和忘写偏移量都会导致致命的错误。

对于复合关系，相对于C语言的struct来说，在增加了构造函数提供的便利的同时，避免了析构函数引起的繁琐的问题。所以对于网络报文格式的定义，复合关系是比继承关系更合适的一种设计。