1. 概述
- 目标:设计并实现一个能够在多种操作系统上运行的WebSocket通讯模块,支持与前端浏览器和HTTPS服务端进行数据交换。
- 技术栈:C++11 ,使用跨平台库如 Boost处理网络IO,使用 JSON 库如 nlohmann/json 解析消息。
2. 技术选型
- 网络库:Boost.Asio提供跨平台的异步IO能力。
- WebSocket 协议库 Boost.Beast 提供WebSocket协议的实现。
- JSON 解析库:nlohmann/json用于解析和生成JSON消息。
- 多线程库 :使用标准库
<thread>
和<mutex>
管理并发访问
3.设计架构
- 消息处理模块:解析接收到的消息,根据类型分发到相应的处理模块。
- 异步IO:所有网络操作(读取、写入、连接)都应该是非阻塞的。
- 模块化设计:将功能分解为独立的模块,如连接管理、消息处理、错误处理等
4.关键组件
- WebSocketServer 类:负责监听连接请求,建立和管理WebSocket连接。
- MessageHandler 类:解析并处理接收到的JSON消息,调用相应的业务逻辑。
- ConnectionManager 类:管理连接状态,处理连接建立和断开。
- TaskQueue 类:异步任务队列,用于在事件循环中调度任务执行。
5. 实现步骤
- 初始化环境:设置编译器和构建工具,引入所需的库。
- 设置事件循环:使用Boost.Asio初始化事件循环。
- 实现WebSocket服务器 :
- 使用Boost.Beast创建WebSocket服务器实例。
- 配置服务器以监听特定端口。
- 定义消息处理逻辑: 接收消息并解析成JSON。根据消息类型调用相应的处理函数。
- 实现业务逻辑模块 :
- 定义各种消息类型的处理逻辑。
- 调用第三方接口。
- 发送响应 :
- 将处理结果封装为JSON消息,通过WebSocket发送回客户端。
- 错误处理:实现异常捕获和错误报告机制。