简单设计并开发一个移动通信程序

2021-08-29 10:19:30

网络越来越好，手机之间的互动已经是常态，王者荣耀、微信实时视频等，已经将多屏互动推到各到各种应用场景。
为了让大家能清楚地了解多屏互动，我将结合实例对移动设备实时通信进行研究，并系统性地呈现一些解决方案。
最开始，我尝试给大家展示如何建立一个最简单的点对点通信。
万事开头难，先假定一下需求：
局域网内通信。
写一个你看我画的程序。
纯客户端（一开始，我不打算让服务器参与）。

下面对需求进行进一步的分析。

需求分析

我做了一个简单的原型设计，如下图，其实真正的状态比这个稍复杂，这里提供一下原型链接

需求原型

从原型上看，我们的流程应该是下图的形式。

流程图

下面我们进行架构设计与开发选型了。

架构设计

基于前文的需求假定进行简单设计网络模型，我将目标的网络分拆成3层：

网络模型

对应的开发架构应该是这样的

开发架构

开发规则

基于实时通信的高效性，我将底层库的开发语言选择了C++，协议格式选择为二进制，网络层协议选择UDP（后面会有切换TCP的选择）。
通信协议端口我选择12000.

字段	注解
底层库开发语言	C++
协议格式	二进制
网络层协议	UDP
通信端口	12000

下面我将开始搭建底层库（写到这里还是一行代码都没写，不过现在是国庆节，既然有时间那就开始搞吧)。

底层库搭建

创建工程

工程目录如下

我设计的busi头文件，给上层调用的。（详细的见 github)

#ifndef hello_busi_hpp
#define hello_busi_hpp
#include <stdio.h>

namespace hello{
    
    class BusiInterface{
    public:
        
        virtual int onInit(int myIp, int myPort);
        virtual int onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize);
        virtual int onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize);
        virtual int onCancel(int srcIndex);
        virtual int onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size);
        
        
       
        
    };
    
    class Busi{
    public:
        Busi();
        virtual ~Busi();
        virtual int init(BusiInterface* itf);
        virtual int link(const char* myName, int nameSize, int dstIp, int dstPort);
        virtual int confirm(const char* myName, int nameSize, int index);
        virtual int cancel(int index);
        virtual int sendMsg(int index, const char* msg, int size);
        
    private:
        
        Busi*                    m_busi;
        
    };
    
}
#endif /* hello_busi_h */

花了半天的时间写完了底层库，先来测试一下底层库的连通性，我写了一个程试程序，只列下核心文件，详细请看github上。

void Test::testBusi()
{
    m_busi = new Busi();
    m_busi->init(this);
    
 
    char  ip[128];
    
    printf("pleast input your name\n");
    fgets(m_name, 127, stdin);
    
    
    printf("please input your select\n");
    printf("1 for link\n");
    printf("2 for auto link\n");
    int v;
    scanf("%d", &v);
    
    if(v == 1){
        printf("please input the dst ip you want link\n");
        scanf("%s", ip);
        
        int dstIp = inet_addr(ip);
        
        m_busi->link(m_name, strlen(m_name)+1, dstIp, HELLO_COMM_SERVER_LISTEN_PORT);
    }
    else{
        printf("now you can want link from others\n");
    }
    
}

void Test::sendMsg(const char *buffer, int size)
{
    m_busi->sendMsg(m_dstIndex, buffer, size);
}


int Test::onInit(int myIp, int myPort)
{
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = myIp;
    
    printf("on init, my ip:%s, my port:%d\n", inet_ntoa(addr), myPort);
    
    return HELLO_STATUS_OK;
    
}
int Test::onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize)
{
    struct in_addr addr;
    addr.s_addr = srcIp;
    
    printf("on link from ip:%s, port:%d, name:%s\n", inet_ntoa(addr),  srcPort, srcName);
    m_busi->confirm(m_name, strlen(m_name), srcIndex);
    printf("now you can send msg to destination\n");
    g_linked = 1;
    m_dstIndex = srcIndex;
    
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize)
{
    printf("on confirm from index:%d, name:%s\n", srcIndex, srcName);
    m_dstIndex = srcIndex;
    printf("now you can send msg to destination\n");
    g_linked = 1;
    
    
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onCancel(int srcIndex)
{
    printf("on cancel from index:%d\n",  srcIndex);
    return HELLO_STATUS_OK;
}
int Test::onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size)
{
    printf("on msg from index:%d, msg: size:%d\n", srcIndex, size);
    printf("msg:%s", msg);
    return HELLO_STATUS_OK;
}

因为我有一台mac, 一个ubuntu,所有测试时候，2边都要编译，mac是用xcode比较简单，ubuntu上编写makefile

framework:

BUSI_SRC=$(wildcard busi/*.cpp)
NET_SRC=$(wildcard net/*.cpp)
PACKAGE_SRC=$(wildcard package/*.cpp)
UTIL_SRC=$(wildcard util/*.cpp)

SRC=$(BUSI_SRC) $(NET_SRC) $(PACKAGE_SRC) $(UTIL_SRC)
OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))
CXXFLAGS += -D_WMD -pthread -std=c++11 -g -O0
LDFLAGS += -L/lib64 -pthread
LIB=../lib/libwmd.a 
default: $(LIB)
$(LIB): $(OBJS)
        rm -rf $@
        ar -rs $@ $(OBJS)
clean:
        -rm -rf $(OBJS)
.cpp:
        $(CXX) -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

test


SRC=$(wildcard *.cpp)
OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))
CXXFLAGS += -std=c++11 -g -O0
LDFLAGS += ../lib/libwmd.a -L/lib64 -pthread
APP=./hello.out
default:$(APP)
clean:
        -rm -rf $(OBJS)
        -rm -rf $(APP)
$(APP): $(OBJS)
        $(CXX) -o $@ $^ $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS)
.cpp:
        $(CXX) -g -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

生成的程序如下：