boost socket iostreams echo server con compressione zlib rimane inattivo fino alla chiusura della connessione

Jan 18 2021

Provo a creare un semplice server echo con compressione zlib seguendo questo e questo esempi.

La mia idea è di inviare una stringa ora perché posso convertire i tipi POD in string ( std::string(reinterpret_cast<const char *>(&pod), sizeof(pod))) prima di inviarli quando sarò sicuro che il livello di trasporto funzioni.

E qui c'è un problema. Il client comprime i dati, li invia e dice che i dati sono stati inviati ma il server è bloccato durante la lettura dei dati. Non riesco a capire perché accada.

Ho provato a usare operator<<con out.flush(), inoltre ho provato a usare boost::iostreams::copy(). Il risultato è lo stesso. L'esempio di codice è (utilizzo lo stesso file sorgente per server e client a seconda degli argomenti):

#include <boost/iostreams/filtering_stream.hpp>
#include <boost/iostreams/filter/zlib.hpp>
#include <boost/iostreams/copy.hpp>
#include <boost/asio.hpp>

#include <iostream>
#include <sstream>

namespace ip = boost::asio::ip;
using ip::tcp;

const unsigned short port = 9999;
const char host[] = "127.0.0.1";

void receive()
{
    boost::asio::io_context ctx;
    tcp::endpoint ep(ip::address::from_string(host), port);
    tcp::acceptor a(ctx, ep);

    tcp::iostream stream;
    a.accept(stream.socket());

    std::stringstream buffer;

    std::cout << "start session" << std::endl;

    try
    {
        for (;;)
        {
            {
                boost::iostreams::filtering_istream in;
                in.push(boost::iostreams::zlib_decompressor());
                in.push(stream);

                std::cout << "start reading" << std::endl;

                // looks like server is blocked here
                boost::iostreams::copy(in, buffer);
            }

            std::cout << "data: " << buffer.str() << std::endl;

            {
                boost::iostreams::filtering_ostream out;
                out.push(boost::iostreams::zlib_compressor());
                out.push(stream);

                boost::iostreams::copy(buffer, out);
            }

            std::cout << "Reply is sended" << std::endl;
        }
    }
    catch(const boost::iostreams::zlib_error &e)
    {
        std::cerr << e.what() << e.error() << '\n';
        stream.close();
    }
}

void send(const std::string &data)
{
    tcp::endpoint ep(ip::address::from_string(host), port);
    
    tcp::iostream stream;
    stream.connect(ep);

    std::stringstream buffer;
    buffer << data;

    if (!stream)
    {
        std::cerr << "Cannot connect to " << host << ":" << port << std::endl;
        return;
    }

    try
    {
        {
            boost::iostreams::filtering_ostream out;
            out.push(boost::iostreams::zlib_compressor());
            out.push(stream);

            out << buffer.str();
            out.flush();
        }

        std::cout << "sended: " << data << std::endl;
        buffer.str("");

        {
            boost::iostreams::filtering_istream in;
            in.push(boost::iostreams::zlib_decompressor());
            in.push(stream);

            // looks like client is blocked here
            boost::iostreams::copy(in, buffer);
        }

        std::cout << "result: " << buffer.str() << std::endl;
    }
    catch(const boost::iostreams::zlib_error &e)
    {
        std::cerr << e.what() << '\n';
    }
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
    if (argc > 1 && argv[1] ==  std::string("sender"))
        send("hello world");
    else
        receive();

    return 0;
}

Per prima cosa avvio il server e poi il client. Viene prodotto il seguente output:

server

$ ./example
# now it waits while client will be accepted
start session
start reading

Cliente

$ ./example sender
sended: hello world

I programmi sono bloccati con l'uscita sopra. Immagino che il server stia ancora aspettando i dati dal client e non sa che il client ha inviato tutto ciò che aveva.

Se chiudo il client con, Ctrl + Cl'output è il seguente:

$ ./example
# now it waits while client will be accepted
start session
start reading
# now it is blocked until I press Ctrl + C
data: hello world
Reply is sended
start reading
zlib error-5

$ ./example sender
sended: hello world
^C

Immagino zlib error-5sia perché il server pensa che l'archivio sia incompleto.

Il comportamento previsto non è un blocco. Il messaggio deve apparire nell'output del programma del server all'avvio del client.

Perché il programma è bloccato in lettura? Come posso risolverlo?

Risposte

1 sehe Jan 18 2021 at 21:56

iostreams::copy fa proprio questo: copia stream.

Complimenti al tuo codice. È molto leggibile :) Mi ricorda questa risposta Lettura e scrittura di file con socket iostream boost . La differenza principale è che quella risposta invia un singolo BLOB compresso e si chiude.

Hai "ragione" che il decompressore sa quando un blocco compresso è completo, ma non decide che un altro non lo seguirà.

Quindi è necessario aggiungere l'inquadratura. Il modo tradizionale è passare una lunghezza fuori banda. Ho implementato le modifiche riducendo anche la duplicazione del codice utilizzando i manipolatori IO.

template <typename T> struct LengthPrefixed {
    T _wrapped;

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, LengthPrefixed lp) ;
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, LengthPrefixed lp) ;
};

template <typename T> struct ZLIB {
    T& data;
    ZLIB(T& ref) : data(ref){}

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, ZLIB z) ;
    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, ZLIB z) ;
};

`ZLIB` manipolatore

Questo incapsula principalmente il codice che hai duplicato tra il mittente / destinatario:

template <typename T> struct ZLIB {
    T& data;
    ZLIB(T& ref) : data(ref){}

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, ZLIB z) {
        {
            boost::iostreams::filtering_ostream out;
            out.push(boost::iostreams::zlib_compressor());
            out.push(os);
            out << z.data << std::flush;
        }
        return os.flush();
    }

    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, ZLIB z) {
        boost::iostreams::filtering_istream in;
        in.push(boost::iostreams::zlib_decompressor());
        in.push(is);

        std::ostringstream oss;
        copy(in, oss);
        z.data = oss.str();

        return is;
    }
};

Ho realizzato un Tmodello in modo che possa archiviare std::string&o in std::string const&base alle necessità.

`LengthPrefixed` manipolatore

Questo manipolatore non si preoccupa di ciò che viene serializzato, ma lo anteporrà semplicemente alla lunghezza effettiva sul filo:

template <typename T> struct LengthPrefixed {
    T _wrapped;

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, LengthPrefixed lp) {
        std::ostringstream oss;
        oss << lp._wrapped;
        auto on_the_wire = std::move(oss).str();

        debug << "Writing length " << on_the_wire.length() << std::endl;
        return os << on_the_wire.length() << "\n" << on_the_wire << std::flush;
    }

    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, LengthPrefixed lp) {
        size_t len;
        if (is >> std::noskipws >> len && is.ignore(1, '\n')) {
            debug << "Reading length " << len << std::endl;

            std::string on_the_wire(len, '\0');
            if (is.read(on_the_wire.data(), on_the_wire.size())) {
                std::istringstream iss(on_the_wire);
                iss >> lp._wrapped;
            }
        }
        return is;
    }
};

Aggiungiamo una sottigliezza: memorizzando un riferimento o un valore a seconda di ciò con cui siamo costruiti possiamo anche accettare provvisori (come il manipolatore ZLIB):

boost socket iostreams echo server con compressione zlib rimane inattivo fino alla chiusura della connessione

Risposte

ZLIB manipolatore

LengthPrefixed manipolatore

PROGRAMMA DEMO

Elenco completo

`ZLIB` manipolatore

`LengthPrefixed` manipolatore