簡單設計並開發一個行動通訊程式

xiaofei發表於2017-10-17

網路越來越好，手機之間的互動已經是常態，王者榮耀、微信實時視訊等，已經將多屏互動推到各到各種應用場景。
為了讓大家能清楚地瞭解多屏互動，我將結合例項對移動裝置實時通訊進行研究，並系統性地呈現一些解決方案。
最開始，我嘗試給大家展示如何建立一個最簡單的點對點通訊。
萬事開頭難，先假定一下需求：
區域網內通訊。
寫一個你看我畫的程式。
純客戶端（一開始，我不打算讓伺服器參與）。

下面對需求進行進一步的分析。

需求分析

我做了一個簡單的原型設計，如下圖，其實真正的狀態比這個稍複雜，這裡提供一下原型連結

需求原型

從原型上看，我們的流程應該是下圖的形式。

流程圖

下面我們進行架構設計與開發選型了。

架構設計

基於前文的需求假定進行簡單設計網路模型，我將目標的網路分拆成3層：

網路模型

對應的開發架構應該是這樣的

開發架構

開發規則

基於實時通訊的高效性，我將底層庫的開發語言選擇了C++，協議格式選擇為二進位制，網路層協議選擇UDP（後面會有切換TCP的選擇）。
通訊協議埠我選擇12000.

欄位	註解
底層庫開發語言	C++
協議格式	二進位制
網路層協議	UDP
通訊埠	12000

下面我將開始搭建底層庫（寫到這裡還是一行程式碼都沒寫，不過現在是國慶節，既然有時間那就開始搞吧)。

底層庫搭建

建立工程

工程目錄如下

我設計的busi標頭檔案，給上層呼叫的。（詳細的見 github)

#ifndef hello_busi_hpp
#define hello_busi_hpp
#include <stdio.h>

namespace hello{
    
    class BusiInterface{
    public:
        
        virtual int onInit(int myIp, int myPort);
        virtual int onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize);
        virtual int onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize);
        virtual int onCancel(int srcIndex);
        virtual int onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size);
        
        
       
        
    };
    
    class Busi{
    public:
        Busi();
        virtual ~Busi();
        virtual int init(BusiInterface* itf);
        virtual int link(const char* myName, int nameSize, int dstIp, int dstPort);
        virtual int confirm(const char* myName, int nameSize, int index);
        virtual int cancel(int index);
        virtual int sendMsg(int index, const char* msg, int size);
        
    private:
        
        Busi*                    m_busi;
        
    };
    
}
#endif /* hello_busi_h */

花了半天的時間寫完了底層庫，先來測試一下底層庫的連通性，我寫了一個程試程式，只列下核心檔案，詳細請看github上。

void Test::testBusi()
{
    m_busi = new Busi();
    m_busi->init(this);
    
 
    char  ip[128];
    
    printf("pleast input your name
");
    fgets(m_name, 127, stdin);
    
    
    printf("please input your select
");
    printf("1 for link
");
    printf("2 for auto link
");
    int v;
    scanf("%d", &v);
    
    if(v == 1){
        printf("please input the dst ip you want link
");
        scanf("%s", ip);
        
        int dstIp = inet_addr(ip);
        
        m_busi->link(m_name, strlen(m_name)+1, dstIp, HELLO_COMM_SERVER_LISTEN_PORT);
    }
    else{
        printf("now you can want link from others
");
    }
    
}

void Test::sendMsg(const char *buffer, int size)
{
    m_busi->sendMsg(m_dstIndex, buffer, size);
}


int Test::onInit(int myIp, int myPort)
{
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = myIp;
    
    printf("on init, my ip:%s, my port:%d
", inet_ntoa(addr), myPort);
    
    return HELLO_STATUS_OK;
    
}
int Test::onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize)
{
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = srcIp;
    
    printf("on link from ip:%s, port:%d, name:%s
", inet_ntoa(addr),  srcPort, srcName);
    m_busi->confirm(m_name, strlen(m_name), srcIndex);
    printf("now you can send msg to destination
");
    g_linked = 1;
    m_dstIndex = srcIndex;
    
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize)
{
    printf("on confirm from index:%d, name:%s
", srcIndex, srcName);
    m_dstIndex = srcIndex;
    printf("now you can send msg to destination
");
    g_linked = 1;
    
    
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onCancel(int srcIndex)
{
    printf("on cancel from index:%d
",  srcIndex);
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size)
{
    printf("on msg from index:%d, msg: size:%d
", srcIndex, size);
    printf("msg:%s", msg);
    return HELLO_STATUS_OK;
}

因為我有一臺mac, 一個ubuntu,所有測試時候，2邊都要編譯，mac是用xcode比較簡單，ubuntu上編寫makefile

framework:

BUSI_SRC=$(wildcard busi/*.cpp)
NET_SRC=$(wildcard net/*.cpp)
PACKAGE_SRC=$(wildcard package/*.cpp)
UTIL_SRC=$(wildcard util/*.cpp)

SRC=$(BUSI_SRC) $(NET_SRC) $(PACKAGE_SRC) $(UTIL_SRC)
OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))
CXXFLAGS += -D_WMD -pthread -std=c++11 -g -O0
LDFLAGS += -L/lib64 -pthread
LIB=../lib/libwmd.a 
default: $(LIB)
$(LIB): $(OBJS)
        rm -rf $@
        ar -rs $@ $(OBJS)
clean:
        -rm -rf $(OBJS)
.cpp:
        $(CXX) -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

test


SRC=$(wildcard *.cpp)
OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))
CXXFLAGS += -std=c++11 -g -O0
LDFLAGS += ../lib/libwmd.a -L/lib64 -pthread
APP=./hello.out
default:$(APP)
clean:
        -rm -rf $(OBJS)
        -rm -rf $(APP)
$(APP): $(OBJS)
        $(CXX) -o $@ $^ $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS)
.cpp:
        $(CXX) -g -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

生成的程式如下：