websockets wws server c++ code

时间: 2023-07-15 22:14:31 浏览: 56
以下是一个基本的WebSocket服务器的C++代码示例: ``` #include <iostream> #include <cstring> #include <algorithm> #include <cstdio> #include <cstdlib> #include <string> #include <vector> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable> #include <chrono> #include <atomic> #include <stdexcept> #include <sstream> #include <map> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <netdb.h> #define MAX_BUFFER_LENGTH 1024 #define BACKLOG 10 // 自定义异常类 class SocketException : public std::runtime_error { public: SocketException(const std::string& message) : std::runtime_error(message) {} }; // WebSocket消息类 class WebSocketMessage { public: WebSocketMessage() : m_opcode(0), m_payload() {} WebSocketMessage(const std::string& payload, uint8_t opcode) : m_opcode(opcode), m_payload(payload) {} std::string getPayload() const { return m_payload; } uint8_t getOpcode() const { return m_opcode; } private: uint8_t m_opcode; // 操作码 std::string m_payload; // 消息负载 }; // WebSocket连接类 class WebSocketConnection { public: WebSocketConnection(int socketFd, sockaddr_in clientAddr) : m_socketFd(socketFd), m_clientAddr(clientAddr) {} ~WebSocketConnection() { close(m_socketFd); } void send(const WebSocketMessage& message) { std::string payload = message.getPayload(); uint8_t opcode = message.getOpcode(); uint8_t header[14]; size_t headerLength = 2; header[0] = 0x80 | (opcode & 0x0f); // FIN(1) + opcode(4) if (payload.length() <= 125) { header[1] = payload.length(); // MASK(0) + payload length(7) } else if (payload.length() <= 0xffff) { header[1] = 126; // MASK(0) + payload length(7) uint16_t len = htons(payload.length()); memcpy(header + 2, &len, sizeof(len)); headerLength += 2; } else { header[1] = 127; // MASK(0) + payload length(7) uint64_t len = htonll(payload.length()); memcpy(header + 2, &len, sizeof(len)); headerLength += 8; } std::vector<uint8_t> mask(4); for (int i = 0; i < 4; ++i) { mask[i] = rand() % 256; } std::vector<uint8_t> maskedPayload(payload.length()); for (size_t i = 0; i < payload.length(); ++i) { maskedPayload[i] = payload[i] ^ mask[i % 4]; } std::vector<uint8_t> headerAndMaskedPayload(headerLength + mask.size() + maskedPayload.size()); memcpy(headerAndMaskedPayload.data(), header, headerLength); memcpy(headerAndMaskedPayload.data() + headerLength, mask.data(), mask.size()); memcpy(headerAndMaskedPayload.data() + headerLength + mask.size(), maskedPayload.data(), maskedPayload.size()); int n = write(m_socketFd, headerAndMaskedPayload.data(), headerAndMaskedPayload.size()); if (n < 0) { throw SocketException("Error sending message"); } } WebSocketMessage receive() { uint8_t buffer[MAX_BUFFER_LENGTH]; int n = read(m_socketFd, buffer, MAX_BUFFER_LENGTH); if (n < 0) { throw SocketException("Error receiving message"); } if (n == 0) { // 连接已经关闭 return WebSocketMessage(); } uint8_t b1 = buffer[0]; uint8_t b2 = buffer[1]; uint8_t opcode = b1 & 0x0f; bool fin = (b1 & 0x80) != 0; bool masked = (b2 & 0x80) != 0; uint64_t payloadLength = b2 & 0x7f; size_t headerLength; if (payloadLength <= 125) { headerLength = 2; } else if (payloadLength == 126) { headerLength = 4; uint16_t len; memcpy(&len, buffer + 2, sizeof(len)); payloadLength = ntohs(len); } else { headerLength = 10; uint64_t len; memcpy(&len, buffer + 2, sizeof(len)); payloadLength = ntohll(len); } std::vector<uint8_t> mask(4); if (masked) { memcpy(mask.data(), buffer + headerLength, mask.size()); } std::vector<uint8_t> payload(payloadLength); memcpy(payload.data(), buffer + headerLength + mask.size(), payloadLength); if (masked) { for (size_t i = 0; i < payloadLength; ++i) { payload[i] ^= mask[i % 4]; } } return WebSocketMessage(std::string(payload.begin(), payload.end()), opcode); } std::string getClientAddress() const { char addr[INET_ADDRSTRLEN]; inet_ntop(AF_INET, &(m_clientAddr.sin_addr), addr, INET_ADDRSTRLEN); return std::string(addr) + ":" + std::to_string(ntohs(m_clientAddr.sin_port)); } private: int m_socketFd; sockaddr_in m_clientAddr; }; // WebSocket服务器类 class WebSocketServer { public: WebSocketServer(const std::string& address, int port) : m_address(address), m_port(port), m_stop(false), m_socketFd(-1), m_connections() {} ~WebSocketServer() { stop(); } void start() { // 创建socket m_socketFd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (m_socketFd < 0) { throw SocketException("Error creating socket"); } // 设置socket为非阻塞 fcntl(m_socketFd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // 绑定地址和端口 sockaddr_in serverAddr; memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr)); serverAddr.sin_family = AF_INET; serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(m_address.c_str()); serverAddr.sin_port = htons(m_port); if (bind(m_socketFd, (sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) < 0) { throw SocketException("Error binding socket"); } // 监听端口 if (listen(m_socketFd, BACKLOG) < 0) { throw SocketException("Error listening on socket"); } std::cout << "WebSocket server started at " << m_address << ":" << m_port << std::endl; // 接受连接 while (!m_stop) { sockaddr_in clientAddr; socklen_t clientAddrLen = sizeof(clientAddr); int clientSocketFd = accept(m_socketFd, (sockaddr*)&clientAddr, &clientAddrLen); if (clientSocketFd >= 0) { // 新连接 std::cout << "New connection from " << getClientAddress(clientAddr) << std::endl; m_connections.push_back(std::make_shared<WebSocketConnection>(clientSocketFd, clientAddr)); } // 等待一段时间再接受连接 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); } } void stop() { m_stop = true; close(m_socketFd); std::cout << "WebSocket server stopped" << std::endl; } std::vector<std::shared_ptr<WebSocketConnection>> getConnections() const { return m_connections; } private: std::string m_address; int m_port; std::atomic<bool> m_stop; int m_socketFd; std::vector<std::shared_ptr<WebSocketConnection>> m_connections; std::string getClientAddress(sockaddr_in clientAddr) const { char addr[INET_ADDRSTRLEN]; inet_ntop(AF_INET, &(clientAddr.sin_addr), addr, INET_ADDRSTRLEN); return std::string(addr) + ":" + std::to_string(ntohs(clientAddr.sin_port)); } }; int main(int argc, char* argv[]) { // 创建WebSocket服务器 WebSocketServer server("127.0.0.1", 8080); // 启动服务器 try { server.start(); } catch (const SocketException& e) { std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl; return 1; } return 0; } ``` 这是一个基本的WebSocket服务器实现,可以接受连接并收发消息。但这只是一个最简单的例子,实际上WebSocket协议还有很多复杂的细节需要处理,比如掩码、分片等等。如果要使用WebSocket,建议使用现成的库来实现,例如 Boost.Beast。

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