【计算机网络】应用层序列化

一、序列化和反序列化

如果我们要实现一个网络版的加法器，需要把客户端的数据发给服务端，由服务端处理数据，再把处理结果发给客户端。

方案：

定义结构体来表示我们需要交互的信息
发送数据时将这个结构体按照一个规则转换成字符串, 接收到数据的时候再按照相同的规则把字符串转化回结构体。这个过程叫做 “序列化” 和 “反序列化”

只要保证一段发送的数据，另一端接收能够正确解析就行，这种约定就是应用层协议。

在这里插入图片描述
发送一条聊天消息，由3个字符串组成。序列化，将消息由多变一，方便传输。网络通信不需要关注具体是什么，只要传输的是字节流就行。反序列化，将消息由一变多，方便上层处理。

序列化：

#include <iostream>
#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <string>
#include <fstream>using namespace std;struct stu
{string name;int age;double weight;
};int main()
{// 结构化数据struct stu zs = {"张三", 18, 72};// 转换为字符串Json::Value root;root["name"] = zs.name;root["age"] = zs.age;root["weight"] = zs.weight;//Json::FastWriter writer;Json::StyledWriter writer;string str = writer.write(root);ofstream out("out.txt");if(!out.is_open()){cout << str;return 1;}out << str;out.close();return 0;
}

写入文件：
在这里插入图片描述

反序列化：

#include <iostream>
#include <jsoncpp/json/json.h>
#include <string>
#include <fstream>using namespace std;struct stu
{string name;int age;double weight;void Debug(){cout << name << endl;cout << age << endl;cout << weight << endl;}
};int main()
{ifstream in("out.txt");if(!in.is_open()) return 1;char buffer[1024];in.read(buffer, sizeof(buffer));in.close();// 反序列化string json_string = buffer;Json::Value root;Json::Reader reader;bool res = reader.parse(json_string, root);(void)res;struct stu zs;zs.name = root["name"].asString();zs.age = root["age"].asInt();zs.weight = root["weight"].asDouble();zs.Debug();return 0;
}

在这里插入图片描述

二、重新理解 read、write、recv、send 和 tcp 为什么支持全双工

先回顾下read、write这些系统调用是怎么读、写的：
在这里插入图片描述
用户发送一段数据先到C缓冲区，然后通过系统调用交给操作系统的管理区，发送的数据到task_struct，根据fd在文件描述符表找到位置，再指向指定的struct file，然后把数据传输到缓冲区，缓冲区会把数据刷新到磁盘中。

在这里插入图片描述
用户在主机A发送消息给另一个用户主机B，消息序列化后通过系统调用到发送缓冲区，然后经过网络的每个分层到另一个主机，再自底向上到接收缓冲区，然后通过系统调用到应用层，再序列化变成用户可看到的消息。注意：系统调用让数据从用户层到发送缓冲区，或者从接收缓冲区到用户层，这个过程都是拷贝。所以，read、write等系统调用本质是拷贝函数。