Boost socket iostreams echo server со сжатием zlib засыпает, пока соединение не будет закрыто

Jan 18 2021

Я пытаюсь создать простой эхо-сервер со сжатием zlib, следуя этому и этому примерам.

Моя идея состоит в том, чтобы отправить некоторую строку сейчас, потому что я могу преобразовать типы POD в string ( std::string(reinterpret_cast<const char *>(&pod), sizeof(pod))) перед отправкой, когда я буду уверен, что транспортный уровень работает.

И здесь есть проблема. Клиент сжимает данные, отправляет их и сообщает, что данные были отправлены, но сервер заблокирован при чтении данных. Я не могу понять, почему это происходит.

Пробовал использовать operator<<с out.flush(), тоже пробовал использовать boost::iostreams::copy(). Результат тот же. Пример кода (я использую один и тот же исходный файл для сервера и клиента в зависимости от аргументов):

#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;
}

Сначала я запускаю сервер, а затем запускаю клиента. Будет произведен следующий вывод:

Сервер

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

Клиент

$ ./example sender
sended: hello world

Программы заблокированы с выводом выше. Я предполагаю, что сервер все еще ждет данных от клиента, и он не знает, что клиент отправил все, что у него было.

Если я закрою клиент с помощью, Ctrl + Cто вывод будет следующим:

$ ./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

а также

$ ./example sender
sended: hello world
^C

Я предполагаю, что zlib error-5это потому, что сервер считает, что архив неполный.

Ожидаемое поведение - отсутствие блокировки. Сообщение должно появиться в выходных данных серверной программы при запуске клиента.

Почему программа блокируется при чтении? Как я могу это исправить?

Ответы

1 sehe Jan 18 2021 at 21:56

iostreams::copy делает именно это: он копирует поток.

Комплименты вашему коду. Он очень удобочитаемый :) Он напоминает мне этот ответ Чтение и запись файлов с помощью сокета boost iostream . Основное отличие состоит в том, что этот ответ отправляет один сжатый двоичный объект и закрывается.

Вы «правы» в том, что декомпрессор знает, когда один сжатый блок завершен, но не решает, что другой не последует.

Итак, вам нужно добавить обрамление. Традиционный способ - передать длительность вне диапазона. Я внес изменения, а также уменьшил дублирование кода с помощью манипуляторов ввода-вывода.

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) ;
};

А также

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` манипулятор

Он в основном инкапсулирует код, который вы дублировали между отправителем / получателем:

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;
    }
};

Я сделал Tшаблон, чтобы его можно было хранить std::string&или в std::string const&зависимости от необходимости.

`LengthPrefixed` манипулятор

Этот манипулятор не заботится о том, что сериализуется, он просто префикс его эффективной длины по сети:

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;
    }
};

Мы добавляем тонкость: сохраняя ссылку или значение в зависимости от того, из чего мы созданы, мы также можем принимать временные файлы (например, манипулятор ZLIB):

Boost socket iostreams echo server со сжатием zlib засыпает, пока соединение не будет закрыто

Ответы

ZLIB манипулятор

LengthPrefixed манипулятор

ДЕМО ПРОГРАММА

Полный список

`ZLIB` манипулятор

`LengthPrefixed` манипулятор