目录
- 一、序列化和反序列化
- [二、重新理解 read、write、recv、send 和 tcp 为什么支持全双工](#二、重新理解 read、write、recv、send 和 tcp 为什么支持全双工)
- 三、Jsoncpp
一、序列化和反序列化
如果我们要实现一个网络版的加法器,需要把客户端的数据发给服务端,由服务端处理数据,再把处理结果发给客户端。
方案:
- 定义结构体来表示我们需要交互的信息
- 发送数据时将这个结构体按照一个规则转换成字符串, 接收到数据的时候再按照相同的规则把字符串转化回结构体。这个过程叫做 "序列化" 和 "反序列化"
只要保证一段发送的数据,另一端接收能够正确解析就行,这种约定就是应用层协议。
发送一条聊天消息,由3个字符串组成。序列化,将消息由多变一,方便传输。网络通信不需要关注具体是什么,只要传输的是字节流就行。反序列化,将消息由一变多,方便上层处理。
序列化:
cpp
#include <iostream>
#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;
struct stu
{
string name;
int age;
double weight;
};
int main()
{
// 结构化数据
struct stu zs = {"张三", 18, 72};
// 转换为字符串
Json::Value root;
root["name"] = zs.name;
root["age"] = zs.age;
root["weight"] = zs.weight;
//Json::FastWriter writer;
Json::StyledWriter writer;
string str = writer.write(root);
ofstream out("out.txt");
if(!out.is_open())
{
cout << str;
return 1;
}
out << str;
out.close();
return 0;
}
写入文件:
反序列化:
cpp
#include <iostream>
#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <string>
#include <fstream>
using namespace std;
struct stu
{
string name;
int age;
double weight;
void Debug()
{
cout << name << endl;
cout << age << endl;
cout << weight << endl;
}
};
int main()
{
ifstream in("out.txt");
if(!in.is_open()) return 1;
char buffer[1024];
in.read(buffer, sizeof(buffer));
in.close();
// 反序列化
string json_string = buffer;
Json::Value root;
Json::Reader reader;
bool res = reader.parse(json_string, root);
(void)res;
struct stu zs;
zs.name = root["name"].asString();
zs.age = root["age"].asInt();
zs.weight = root["weight"].asDouble();
zs.Debug();
return 0;
}
二、重新理解 read、write、recv、send 和 tcp 为什么支持全双工
先回顾下read、write这些系统调用是怎么读、写的:
用户发送一段数据先到C缓冲区,然后通过系统调用交给操作系统的管理区,发送的数据到task_struct,根据fd在文件描述符表找到位置,再指向指定的struct file,然后把数据传输到缓冲区,缓冲区会把数据刷新到磁盘中。
用户在主机A发送消息给另一个用户主机B,消息序列化后通过系统调用到发送缓冲区,然后经过网络的每个分层到另一个主机,再自底向上到接收缓冲区,然后通过系统调用到应用层,再序列化变成用户可看到的消息。注意:系统调用让数据从用户层到发送缓冲区,或者从接收缓冲区到用户层,这个过程都是拷贝。所以,read、write等系统调用本质是拷贝函数。
tcp发送数据,其实是把数据从自己的发送缓冲区拷贝到接收方的接收缓冲区,发送缓冲区和接收缓冲区都是在各自的操作系统里,所以本质是双方的操作系统在进行通信。通信就是在拷贝数据。
如果接收缓冲区没有数据,那么read\recv系统调用会阻塞,这里的阻塞其实是用户层在进行同步,即发送方发数据,接收方才收数据。
那么tcp为什么支持全双工?因为双方都是一对发送缓冲区和接收缓冲区。为什么系统调用也支持全双工?因为fd既可以读,又可以写,就是有一对发送缓冲区和接收缓冲区。
三、Jsoncpp
介绍:Jsoncpp 是一个用于处理 JSON 数据的 C++ 库。它提供了将 JSON 数据序列化为字符串以及从字符串反序列化为 C++ 数据结构的功能。Jsoncpp 是开源的,广泛用于各种需要处理 JSON 数据的 C++ 项目中
特性:
- 简单易用:Jsoncpp 提供了直观的 API,使得处理 JSON 数据变得简单
- 高性能:Jsoncpp 的性能经过优化,能够高效地处理大量 JSON 数据
- 全面支持:支持 JSON 标准中的所有数据类型,包括对象、数组、字符串、数字、布尔值和 null
- 错误处理:在解析 JSON 数据时,Jsoncpp 提供了详细的错误信息和位置,方便开发者调试
序列化函数:toStyledString、StreamWriter 和 FastWriter
反序列化函数:Json::Reader 和 parseFromStream