基于UDP的P2P聊天工具 0.2

简介：
1）这也是一个windows的P2P聊天工具；
2）它修复了0.1版的一个bug；
3）它为0.3版做了一点准备；

相关内容：
1）如果对端端口未开启服务，对socket调用send函数，会发生什么？
2）如何自定义应用层的传输协议？

一、向未开启服务的端口发送数据报
如果向未开启服务的端口发送数据，那么对端就会返回一个RST分节。除了这个知识点，还需要关心的就是send/recv是否会因此产生什么变化。

先回顾一下0.1版中，我提供的那个启动脚本start.bat。

@echo off
if exist ./Talker.exe (start Talker.exe 33333 127.0.0.1 44444start Talker.exe 44444 127.0.0.1 33333
) else (echo "./Talker.exe does not exist"pause
)

它几乎同时启动了两个相对的Talker。这掩盖了0.1版Talker的一个bug。而如果我们只启动了一个Talker，那么在发出第一个字符串时，程序就会退出。

回到“向未开启服务的端口发送数据”这个话题。
1）对于send来说，尽管对方服务未开，调用和返回都是不受影响的。因为它只是将数据拷到内核缓冲区，就完成任务了。
2）而对于recv，它会返回-1。这个时候，可以根据错误码了解发生了什么。在linux可以根据errno，而windows中则可以使用WSAGetLastError()获取错误码。将错误码输出，显示10054；再在winerror.h中查看，对应的宏定义为WSAECONNRESET。这个就表示收到了RST。

再说0.1版。在recv收到RST，并返回-1后，直接调用了exit(WSAGetLastError())。这使得整个程序直接退出了。一种简单的做法是改为return(WSAGetLastError())。不过这样一来似乎少了点什么。

考虑Talker::Recv()的返回值。较好的做法是返回成功读取的数据长度，而在失败时返回错误码。所以较好的做法是，recv失败时返回-1*WSAGetLastError()。这样，Talker可以及时的判断对方是否在线。
修改部分如下：

int Talker::Recv(char * buf, int len)
{int size = recv(m_sockfd, buf, len, 0); if (size < 0){   return(-1*WSAGetLastError());}       return size;
}

void Talker::Start()
{printf("talking ...\n");    HANDLE handle = CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, this, 0, NULL);   while (true){char buf[MAXBYTE] = { 0 };int size = Recv(buf, sizeof(buf));      if (size > 0){printf("from peer: %s\n", buf);         }else if (size == -WSAECONNRESET){printf("%s\n", "peer is not online.");}Sleep(1000);}
}

二、自定义应用层的传输协议
当我们需要传输字符串意外的数据时，经常需要定义一个传输协议。它可以用来协定数据长度，校验方式，时间参数等。但这里我们只考虑最粗糙的方式。
一般可以有两种方式：固定长度和不定长度。
1）固定长度
假设要传输的数据的类型为Msg，数据报的格式可以像这样：

#pragma pack(push,1)
struct Msg
{int len;char data[MAXBYTE];
};
#pragma pack(pop)

这里的#pragma pack(push,1)类似与#pragma(1)，可以让结构体内的数据更紧密。具体请参见结构体对齐方面的知识。在传输时可以这样：

char* data = "test";
Msg msg;
msg.len = strlen(data)+1;
memmove(msg.data, data, msg.len);send(sockfd, (const char*)&msg, sizeof(Msg));

接收时可以这样：

char buf[MAXBYTE] = {0};
recv(sockfd, buf, sizeof(buf));
Msg * pMsg = (Msg*)buf;

2）不定长度
将Msg结构做一个修改，像这样：

#pragma pack(push,1)
struct Msg
{int len;char data[0];
};
#pragma pack(pop)

输出sizeof(Msg)和sizeof(int)是相等的。这说明Msg结构中的data[0]不占用结构体的空间。具体请参加柔性数组方面的定义。

柔性数组是不占用结构体空间的，但是当我们给Msg开出大于sizeof(Msg)的内存空间时，多出来的部分就可以像data数组一样使用了。

从结构的角度来讲，Msg是一个数据头，data[0]管理的就是数据体。假设我们需要发送一个5个字节的数据，像这样：

char * data = "test";
Msg * pMsg = (Msg*)new char[sizeof(Msg)+strlen(data)+1];
pMsg->len = strlen(data)+1;
memmove(pMsg->data, data, pMsg->len);send(sockfd, (const char*)pMsg, sizeof(Msg)+pMsg->len);
delete pMsg;

接收时的处理可以像这样：

char buf[MAXBYTE] = {0};
recv(sockfd, buf, sizeof(buf));int len = ((Msg*)buf)->len;
Msg * pMsg = (Msg*)new char[sizeof(Msg)+len];
pMsg->len = len;
memmove(pMsg->data, buf, len);delete(pMsg);

三、字节序
如果你按照上面提到的自定义协议进行数据传输时，会发现一个有意思的问题：没考虑网络字节序~。

四、补充于2017/12/18
在0.5版中，对消息协议做了修改：取消了柔性数组的使用，并使用数据包头/体的结构形式。数据体使用stl的string进行处理。若有兴趣，可以看看这里。

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