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tcp server 如何支持websocket C++

要在C++中实现支持WebSocket的TCP服务器,您可以按照以下步骤进行:

  1. 首先,需要使用Socket库来创建TCP服务器并接受客户端连接。您可以使用C++标准库或第三方库,如Boost.Asio、Poco等。

  2. 在接收到客户端连接后,需要进行WebSocket协议握手。这包括接收来自客户端的握手请求,验证请求头部信息,并返回适当的握手响应。

  3. 完成WebSocket握手后,服务器和客户端之间将建立WebSocket连接。此时,您需要处理WebSocket帧的收发和解析。

  4. 对于收到的数据帧,您可以根据协议规范对其进行解析,并根据消息类型(文本、二进制)执行相应操作。

  5. 对于要发送给客户端的消息,您需要封装为符合WebSocket协议规范的帧格式,并通过TCP连接发送给客户端。

下面是一个简单示例演示了如何使用C++标准库来实现一个基本的支持WebSocket功能的TCP服务器:

  1. #include <iostream>
  2. #include <sstream>
  3. #include <vector>
  4. #include <netinet/in.h>
  5. #include <sys/socket.h>
  6. const std::string WS_MAGIC_STRING = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";
  7. std::string base64_encode(const std::string& input) {
  8. // 实现base64编码逻辑
  9. // ...
  10. }
  11. std::string calculate_websocket_accept(const std::string& sec_websocket_key) {
  12. std::string combined_key = sec_websocket_key + WS_MAGIC_STRING;
  13. // SHA1哈希计算逻辑
  14. // ...
  15. return base64_encode(combined_key);
  16. }
  17. int main() {
  18. int server_fd, new_socket;
  19. struct sockaddr_in address;
  20. int addrlen = sizeof(address);
  21. // 创建TCP Socket
  22. if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
  23. perror("socket failed");
  24. exit(EXIT_FAILURE);
  25. }
  26. // 设置服务器地址和端口
  27. address.sin_family = AF_INET;
  28. address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  29. address.sin_port = htons(8080);
  30. // 绑定服务器Socket到指定地址和端口
  31. if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
  32. perror("bind failed");
  33. exit(EXIT_FAILURE);
  34. }
  35. // 监听客户端连接请求
  36. if (listen(server_fd, 3) < 0) {
  37. perror("listen failed");
  38. exit(EXIT_FAILURE);
  39. }
  40. while (true) {
  41. // 接受新的客户端连接
  42. if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
  43. perror("accept failed");
  44. exit(EXIT_FAILURE);
  45. }
  46. char buffer[1024] = {0};
  47. std::ostringstream response_ss;
  48. // 读取客户端握手请求数据
  49. ssize_t bytes_read = recv(new_socket, buffer, sizeof(buffer), 0);
  50. if (bytes_read > 0) {
  51. std::istringstream request_ss(buffer);
  52. std::string request_line;
  53. std::getline(request_ss, request_line);
  54. // 提取Sec-WebSocket-Key字段值
  55. std::string sec_websocket_key;
  56. std::string header;
  57. while (std::getline(request_ss, header) && header != "\r") {
  58. if (header.find("Sec-WebSocket-Key: ") != std::string::npos) {
  59. sec_websocket_key = header.substr(19);
  60. }
  61. }
  62. // 构建握手响应
  63. response_ss << "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
  64. << "Upgrade: websocket\r\n"
  65. << "Connection: Upgrade\r\n"
  66. << "Sec-WebSocket-Accept: "
  67. << calculate_websocket_accept(sec_websocket_key)
  68. << "\r\n\r\n";
  69. // 发送握手响应给客户端
  70. send(new_socket, response_ss.str().c_str(), response_ss.str().length(), 0);
  71. // WebSocket连接已建立,处理数据收发逻辑
  72. char ws_buffer[1024];
  73. while (true) {
  74. ssize_t ws_bytes_read = recv(new_socket , ws_buffer, sizeof(ws_buffer), 0);
  75. if (ws_bytes_read > 0) {
  76. // 处理接收到的WebSocket帧数据
  77. // ...
  78. // 封装要发送的消息为WebSocket帧格式
  79. // ...
  80. // 发送封装好的帧数据给客户端
  81. send(new_socket, /*发送数据*/, /*数据长度*/, 0);
  82. }
  83. else if (ws_bytes_read == 0) {
  84. break; // 客户端关闭连接
  85. }
  86. else {
  87. perror("recv failed");
  88. exit(EXIT_FAILURE);
  89. }
  90. }
  91. }
  92. // 关闭客户端Socket
  93. close(new_socket);
  94. }
  95. // 关闭服务器Socket
  96. close(server_fd);
  97. return 0;
  98. }

请注意,以上示例只是一个基本的框架,仅用于演示目的。实际上,WebSocket通信涉及更复杂的协议和数据帧处理细节。为了实现可靠且安全的WebSocket服务器,建议使用现有的WebSocket库或框架(如libwebsockets、uWebSockets等),它们已经提供了完善的功能和性能优化。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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