SslConnection::SslConnection()详解

一、🔍 SslConnection::SslConnection() 详解

这个构造函数的主要作用是：

1. 创建 SSL 对象
2. 创建 BIO（I/O 缓冲区）
3. 初始化 SSL 服务器模式
4. 绑定回调函数（onRead() 处理接收数据）

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📌 1. 初始化 SSL 相关对象

SslConnection::SslConnection(const TcpConnectionPtr& conn, SslContext* ctx)
    : ssl_(nullptr)  // SSL对象（加密/解密）
    , ctx_(ctx)  // SSL 上下文
    , conn_(conn)  // Muduo 连接对象（底层网络传输）
    , state_(SSLState::HANDSHAKE)  // 初始状态：TLS 握手
    , readBio_(nullptr)  // 读 BIO（接收加密数据）
    , writeBio_(nullptr)  // 写 BIO（存储加密数据）
    , messageCallback_(nullptr)  // 业务逻辑的回调（不一定用得上）

💡 这里主要是初始化了一些成员变量，确保构造对象时数据是干净的。

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📌 2. 创建 SSL 上下文

ssl_ = SSL_new(ctx_->getNativeHandle());
if (!ssl_) {
    LOG_ERROR << "Failed to create SSL object: " << ERR_error_string(ERR_get_error(), nullptr);
    return;
}

📍 作用

• 通过 SSL_new(ctx_->getNativeHandle()) 创建 SSL 对象，用于加解密。
• 如果失败，打印日志并返回。

🔹 ctx_->getNativeHandle() 是什么？

• 这里的 ctx_ 是 SslContext*，表示 SSL 的全局上下文。
• ctx_->getNativeHandle() 返回的是 OpenSSL 的 SSL_CTX* ，它管理 证书、加密方式、TLS 版本等。
• SSL_new() 基于 SSL_CTX* 创建一个 新的 SSL 会话对象，用于该 TCP 连接的数据加解密。

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📌 3. 创建 BIO（I/O 缓冲区）

readBio_ = BIO_new(BIO_s_mem());
writeBio_ = BIO_new(BIO_s_mem());

if (!readBio_ || !writeBio_) {
    LOG_ERROR << "Failed to create BIO objects";
    SSL_free(ssl_);
    ssl_ = nullptr;
    return;
}

📍 作用

• readBio_ = BIO_new(BIO_s_mem())：创建 读 BIO ，用于存放接收的加密数据（网络数据）。
• writeBio_ = BIO_new(BIO_s_mem())：创建 写 BIO ，用于存放加密后的待发送数据。
• 这里使用 BIO_s_mem()，表示创建的是 内存 BIO（不会自动关联 socket，手动读写）。
• 如果创建 BIO 失败，则释放 SSL 资源，防止内存泄露。

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📌 4. 绑定 SSL 和 BIO

SSL_set_bio(ssl_, readBio_, writeBio_);

📍 作用

• 让 OpenSSL 通过 BIO 读写数据，而不是直接操作 socket。
• readBio_ 存放接收到的加密数据 （模拟 OpenSSL 的 SSL_read()）。
• writeBio_ 存放加密后的待发送数据 （模拟 SSL_write()）。
• SSL_set_bio() 绑定 BIO 后，SSL_read() 会自动从 readBio_ 读取数据，SSL_write() 会把加密数据存入 writeBio_。

💡 这样就实现了 OpenSSL 和 Muduo 的解耦：

• Muduo 只管传输数据 （读写 readBio_ 和 writeBio_）。
• SSL 只管加密/解密（不直接接触网络）。

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📌 5. 设置服务器模式

SSL_set_accept_state(ssl_);  // 设置为服务器模式

📍 作用

• 服务器模式 ：在 TLS 握手时，服务器等待 客户端发起 Client Hello。
• 服务器通过 SSL_accept() 进行 TLS 握手，成功后才能进行加密通信。

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📌 6. 设置 SSL 选项

SSL_set_mode(ssl_, SSL_MODE_ACCEPT_MOVING_WRITE_BUFFER);
SSL_set_mode(ssl_, SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE);

📍 作用

🔹 SSL_MODE_ACCEPT_MOVING_WRITE_BUFFER

• 允许 SSL_write() 使用动态内存，不要求数据缓冲区保持固定位置（适用于异步网络）。

🔹 SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE

• 允许 SSL_write() 部分写入，在数据较长时，不会阻塞，而是先写入部分数据，后续继续发送。

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📌 7. 绑定数据接收回调

conn_->setMessageCallback(
    std::bind(&SslConnection::onRead, this, std::placeholders::_1,
             std::placeholders::_2, std::placeholders::_3));

📍 作用

• conn_ 是 Muduo 的 TCP 连接 ，它接收加密数据后，会调用 onRead() 处理。
• onRead() 主要作用：
  1. 先把 加密数据 写入 readBio_。
  2. 调用 SSL_read() 解密数据。
  3. 解密后的数据交给业务逻辑处理。

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🎯 8. 总结

🚀 整个 SslConnection 的构造逻辑可以总结如下：

1. 创建 SSL 对象（用于加密/解密）。
2. 创建 BIO （readBio_ 存接收数据，writeBio_ 存待发送数据）。
3. 绑定 BIO （让 SSL_read() / SSL_write() 读写 BIO）。
4. 设置 SSL 服务器模式 （SSL_set_accept_state()）。
5. 设置 SSL 选项 （允许 SSL_write() 使用动态内存、支持部分写入）。
6. 绑定 onRead() 回调，处理 Muduo 网络层的数据。

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💡 9. 你的代码和 Muduo/SSL 之间的关系

• Muduo 负责底层的 TCP 连接和数据收发。
• SSL 负责 TLS/SSL 加解密 ，但不直接读写 socket，而是通过 BIO 缓冲区进行数据交互。
• Muduo 只管传输，SSL 只管加解密，BIO 作为中间桥梁。

🚀 这套架构解耦了网络层和加密层，这样可以：

1. 更灵活：BIO 让 SSL 适配不同的 I/O（可以换成文件、内存等）。
2. 更高效 ：Muduo 依旧是 非阻塞 IO，BIO 负责数据缓存，不阻塞线程。
3. 更安全 ：SSL 加密的数据 Muduo 无法直接解读，避免安全漏洞。

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🛠 10. 你可以改进的地方

✅ 异常处理更全面

• 目前如果 SSL_new() 失败，只是打印日志并 return，可以抛出异常或者返回错误码，更容易排查问题。

✅ 考虑 BIO_set_mem_eof_return()

• BIO_s_mem() 可能会在 BIO_read() 读取完数据后返回 0 ，导致 SSL_read() 误以为连接断开。可以用：

  BIO_set_mem_eof_return(readBio_, -1);
  BIO_set_mem_eof_return(writeBio_, -1);

  这样 SSL_read() 还能继续读取新数据。

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这部分代码设计得 很合理 ，核心逻辑非常清晰，已经符合 高性能、可扩展、解耦的要求！🚀

二、为什么使用BIO_s_mem()

OpenSSL 里 BIO（Basic I/O） 有多种类型，而 BIO_s_mem() 只是其中之一。

你可以理解 BIO 就是 OpenSSL 里数据的输入/输出缓冲区，不同类型的 BIO 代表不同的 I/O 方式。

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📌 1. OpenSSL 里的 BIO 类型

OpenSSL 提供了 三种主要 BIO，分别是：

BIO 类型	描述	适用于
BIO_s_socket()	直接操作 socket 读写	阻塞式网络编程
BIO_s_mem()	纯内存缓冲区，需要手动传输数据	非阻塞网络、框架
BIO_s_ssl()	直接包裹 SSL*，自动处理	内部封装更简单

🚀 你这里用了 BIO_s_mem()，它的特点是：

✅ 不会自动关联 socket （灵活，可适配任何网络框架）

✅ 手动读写数据 （Muduo 负责收发，BIO 只是缓存）

✅ 适用于事件驱动框架（如 Muduo）

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📌 2. BIO_s_mem() 为什么适合 Muduo？

Muduo 是 非阻塞 + 事件驱动 的框架，而 OpenSSL 默认的 SSL_read() / SSL_write() 设计成了 阻塞式 ，所以直接用 OpenSSL 的 BIO_s_socket() 会导致阻塞整个事件循环，影响服务器性能。

💡 解决方案：使用 BIO_s_mem() 让 Muduo 负责数据收发，OpenSSL 只管加解密。

🌟 BIO_s_mem() 允许这样做：

1. Muduo 读取 TCP 数据 ，然后 写入 readBio_ ：

   BIO_write(readBio_, encryptedData, len);

2. OpenSSL 从 readBio_ 里读取数据并解密 ：

   SSL_read(ssl_, decryptedBuffer, len);

3. OpenSSL 处理完数据，调用 SSL_write() 生成加密数据，存入 writeBio_ ：

   SSL_write(ssl_, plaintextData, len);

4. Muduo 负责从 writeBio_ 读取加密数据并发送给客户端 ：

   BIO_read(writeBio_, encryptedBuffer, len);
   sendToClient(encryptedBuffer, len);

✅ 这样，Muduo 仍然是非阻塞的，BIO 只是一个中间缓冲区，不会影响 Muduo 的事件循环。

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📌 3. 其他 BIO 方式为什么不合适？

🚫 BIO_s_socket() 直接绑定 socket

如果你用了 BIO_s_socket()，那么：

• SSL_read() / SSL_write() 会直接阻塞，导致 Muduo 线程被卡住。
• 影响服务器性能，不能高并发处理多个连接。

🚫 BIO_s_ssl() 让 OpenSSL 直接处理 I/O

• 这个 BIO 适用于简单场景，适合自己管理 socket 的程序，比如同步服务器。
• 但你用的是 Muduo 事件驱动，要自己控制数据流动，所以不适合。

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📌 4. 总结

你这里使用 BIO_s_mem() 的原因：

1. 适配 Muduo 非阻塞模型 ，不会让 SSL_read() 阻塞线程。
2. 灵活控制数据流动，BIO 只是缓冲区，Muduo 仍然管理 TCP 读写。
3. 高性能，避免 OpenSSL 直接操作 socket 导致的效率问题。

🚀 这就是 BIO_s_mem() 在 Muduo 里的最佳应用场景！