网络通信的序列化和反序列化
序列化与反序列化的定义
由于在系统底层，数据的传输形式是简单的字节序列形式传递，即在底层，系统不认识对象，只认识字节序列，而为了达到进程通讯的目的，需要先将数据序列化，而序列化就是将对象转化字节序列的过程。相反地，当字节序列被运到相应的进程的时候，进程为了识别这些数据，就要将其反序列化，即把字节序列转化为对象
无论是在进程间通信、本地数据存储又或者是网络数据传输都离不开序列化的支持。而针对不同场景选择合适的序列化方案对于应用的性能有着极大的影响。
几种常见的序列化和反序列化协议
1 XML&SOAP
XML 是一种常用的序列化和反序列化协议，具有跨机器，跨语言等优点，SOAP（Simple Object Access protocol） 是一种被广泛应用的，基于 XML 为序列化和反序列化协议的结构化消息传递协议
2 JSON（Javascript Object Notation）
JSON 起源于弱类型语言 Javascript， 它的产生来自于一种称之为"Associative array"的概念，其本质是就是采用"Attribute－value"的方式来描述对象。实际上在 Javascript 和 PHP 等弱类型语言中，类的描述方式就是 Associative array。JSON 的如下优点，使得它快速成为最广泛使用的序列化协议之一。
这种 Associative array 格式非常符合工程师对对象的理解。
它保持了 XML 的人眼可读（Human-readable）的优点。
相对于 XML 而言，序列化后的数据更加简洁。 来自于的以下链接的研究表明：XML 所产生序列化之后文件的大小接近 JSON 的两倍
它具备 Javascript 的先天性支持，所以被广泛应用于 Web browser 的应用常景中，是 Ajax 的事实标准协议。
与 XML 相比，其协议比较简单，解析速度比较快。
松散的 Associative array 使得其具有良好的可扩展性和兼容性
3 Protobuf
Protobuf 具备了优秀的序列化协议的所需的众多典型特征。
标准的 IDL 和 IDL 编译器，这使得其对工程师非常友好。
序列化数据非常简洁，紧凑，与 XML 相比，其序列化之后的数据量约为 1/3 到 1/10。
解析速度非常快，比对应的 XML 快约 20-100 倍。
提供了非常友好的动态库，使用非常简介，反序列化只需要一行代码。
自己简单实现一个协议以及使用Json的小练习
Linux安装支持C++的Json库使用
sudo yum install -y jsoncpp-devel
protocal.hpp
#pragma once
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
void enLen(string& s)
{
string len = to_string(s.size());
len += "\r\n";
s = len + s;
}
void deLen(string& s)
{
int n = s.find("\r\n");
s = s.substr(n + strlen("\r\n"));
}
class Requist
{
public:
Requist(int ta = 0, int tb = 0, int top = 0)
:a(ta), b(tb),op(top)
{}
string serialize()
{
#ifdef MYSELF
string s;
s += to_string(a);
s += " ";
s += to_string(b);
s += " ";
s += op;
s += "\r\n";
return s;
#else
Json::Value root;
root["first"] = a;
root["second"] = b;
root["oper"] = op;
Json::FastWriter writer;
return writer.write(root);
#endif
}
bool reserialize(const string& s)
{
#ifdef MYSELF
auto left = s.find(" ");
auto right = s.rfind(" ");
if (left == std::string::npos || right == std::string::npos)
return false;
if (left == right)
return false;
if (right - (left + 1) != 1)
return false;
std::string x_string = s.substr(0, left); // [0, 2) [start, end) , start, end - start
std::string y_string = s.substr(right + 1);
if (x_string.empty())
return false;
if (y_string.empty())
return false;
a = std::stoi(x_string);
b = std::stoi(y_string);
op = s[left + 1];
#else
Json::Value root;
Json::Reader reader;
reader.parse(s, root);
a = root["first"].asInt();
b = root["second"].asInt();
op = root["oper"].asInt();
#endif
return true;
}
int a;
int b;
char op;
};
class Respone
{
public:
Respone(int exitcode = 0, int answer = 0)
:_exitcode(exitcode), _answer(answer)
{}
string serialize()
{
#ifdef MYSELF
string s;
s += to_string(_exitcode);
s += " ";
s += to_string(_answer);
s += "\r\n";
return s;
#else
Json::Value root;
Json::FastWriter writer;
root["exitcode"] = _exitcode;
root["answer"] = _answer;
return writer.write(root);
#endif
}
void reserialize(const string& s)
{
#ifdef MYSELF
int n = s.find(" ");
_exitcode = stoi(s.substr(0, n));
int m = s.find("\r\n");
_answer = stoi(s.substr(n + 1, m - n - 1));
#else
Json::Value root;
Json::Reader reader;
reader.parse(s, root);
_exitcode = root["exitcode"].asInt();
_answer = root["answer"].asInt();
#endif
}
int _exitcode;
int _answer;
};
bool recvPackage(int sock, string& inbuffer, string& text)
{
char buffer[1024];
while(true)
{
ssize_t n = recv(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
if(n > 0)
{
buffer[n] = 0;
inbuffer += buffer;
cout << inbuffer << endl;
auto pos = inbuffer.find("\r\n");
if (pos == std::string::npos)
continue;
std::string text_len_string = inbuffer.substr(0, pos);
int text_len = std::stoi(text_len_string);
int total_len = text_len_string.size() + strlen("\r\n") + text_len;
if(total_len > inbuffer.size())
continue;
//cout << "111111111111" << endl;
text = inbuffer.substr(0, total_len);
inbuffer.erase(0, total_len);
break;
}
else
return false;
}
return true;
} tcpClient.hpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"protocal.hpp"
using namespace std;
namespace szg
{
class tcpClient
{
public:
tcpClient(string ip, uint16_t port)
:_ip(ip), _port(port)
{
_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(_sock < 0)
{
cerr << "用户端创建套接字失败" << endl;
exit(-1);
}
cout << "用户端创建套接字成功" << endl;
}
void start()
{
sockaddr_in server;
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(_port);
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
if(connect(_sock, (sockaddr*)&server, sizeof(server)))
{
cerr << "客户端获取服务失败" << endl;
}
cout << "客户端获取服务成功" << endl;
while(true)
{
string message;
while(true)
{
getline(cin, message);
#ifdef MYSELF
message += "\r\n";
#else
Requist req;
std::istringstream iss(message);
iss >> req.a >> req.op >> req.b;
message = req.serialize();
#endif
enLen(message);
cout << "send:" << endl;
cout << message << endl;
send(_sock, message.c_str(), message.size(), 0);
char rvbuf[1024];
size_t n = recv(_sock, rvbuf, sizeof(rvbuf) - 1, 0);
rvbuf[n] = 0;
string res_text = rvbuf;
cout << "res:" << endl;
cout << res_text << endl;
deLen(res_text);
Respone res;
res.reserialize(res_text);
if(0 == n)
{
cerr << "server qiut , me too" << endl;
break;
}
cout << "server 回显：" << endl;
cout << "exitcode:" << res._exitcode << endl;
cout << "answer:" << res._answer << endl;
}
}
}
private:
int _sock;
string _ip;
uint16_t _port;
};
} tcpServer.hpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include