zlib圧縮を使用したBoostSocket iostreamsエコーサーバーは、接続が閉じられるまでスリープします

Jan 18 2021

これとこの例に従って、zlib圧縮を使用して単純なエコーサーバーを作成しようとしています。

私の考えはstd::string(reinterpret_cast<const char *>(&pod), sizeof(pod))、トランスポート層が機能することを確認したときに送信する前にPODタイプを文字列（）に変換できるため、今すぐ文字列を送信することです。

そして、ここに問題があります。クライアントはデータを圧縮して送信し、データは送信されたと言いますが、サーバーはデータの読み取りでブロックされます。なぜそれが起こるのか理解できません。

で使っoperator<<てみましたout.flush()、また使ってみましたboost::iostreams::copy()。結果は同じです。コード例は次のとおりです（引数に応じてサーバーとクライアントに同じソースファイルを使用します）：

#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;
}

最初にサーバーを起動し、次にクライアントを起動します。次の出力が生成されます。

サーバ

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

クライアント

$ ./example sender
sended: hello world

プログラムは上記の出力でブロックされます。サーバーはまだクライアントからのデータを待っており、クライアントが持っていたものをすべて送信したことを認識していないと思います。

でクライアントを閉じるとCtrl + C、出力は次のようになります。

$ ./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

そして

$ ./example sender
sended: hello world
^C

zlib error-5サーバーがアーカイブが不完全であると考えているためだと思います。

予想される動作はブロッキングではありません。メッセージは、クライアントの起動時にサーバープログラムの出力に表示される必要があります。

プログラムが読み取りでブロックされるのはなぜですか？どうすれば修正できますか？

回答

1 sehe Jan 18 2021 at 21:56

iostreams::copy それはまさにそれを行います：それはストリームをコピーします。

あなたのコードへの賛辞。それは非常に読みやすいです:)それは私にこの答えを思い出させますブーストiostreamソケットでファイルを読み書きします。主な違いは、その回答が単一の圧縮されたblobを送信して閉じることです。

圧縮解除ツールが1つの圧縮ブロックが完了したことを知っていることは「正しい」ですが、別のブロックが続かないとは判断しません。

したがって、フレーミングを追加する必要があります。従来の方法は、帯域外の長さを渡すことです。IOマニピュレータを使用してコードの重複を減らしながら、変更を実装しました。

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) ;
};

そして

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` マニピュレータ

これは主に、送信者/受信者間で複製したコードをカプセル化します。

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;
    }
};

私が作っTそれが格納できるように、テンプレートstd::string&やstd::string const&必要性に応じて。

`LengthPrefixed` マニピュレータ

このマニピュレータは、シリアル化されているものを気にしませんが、ネットワーク上で有効な長さをプレフィックスとして付けるだけです。

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;
    }
};

微妙な点を追加します。構築されたものに応じて参照または値を格納することで、一時的なもの（ZLIBマニピュレーターなど）を受け入れることもできます。

zlib圧縮を使用したBoostSocket iostreamsエコーサーバーは、接続が閉じられるまでスリープします

回答

ZLIB マニピュレータ

LengthPrefixed マニピュレータ

デモプログラム

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`ZLIB` マニピュレータ

`LengthPrefixed` マニピュレータ