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【C】支持 SSL 加密传输及非阻塞通信的客户端例子

作者:郑树新 / 发布于2014/12/30/ 782

本例子使用 acl 网络通信库中的非阻塞模块及封装了 polarssl 库的 SSL 模块编写，可以支持高并发 SSL 网络连接及网络通信。该例子在 acl 库中的位置：acl\lib_acl_cpp\samples\aio\aio_client_ssl
参考：
acl 库下载：http://sourceforge.net/projects/acl/
acl 库的 github：https://github.com/zhengshuxin/acl
acl 库的国内镜像：http://git.oschina.net/zsxxsz/acl
更多技术文章：http://zsxxsz.iteye.com


	#include <iostream>
	#include <assert.h>
	#include "lib_acl.h"
	#include "acl_cpp/acl_cpp_init.hpp"
	#include "acl_cpp/stdlib/string.hpp"
	#include "acl_cpp/stdlib/util.hpp"
	#include "acl_cpp/stream/polarssl_conf.hpp"
	#include "acl_cpp/stream/polarssl_io.hpp"
	#include "acl_cpp/stream/aio_handle.hpp"
	#include "acl_cpp/stream/aio_socket_stream.hpp"
	
	#ifdef WIN32
	# ifndef snprintf
	# define snprintf _snprintf
	# endif
	#endif
	
	static acl::polarssl_conf* __ssl_conf;
	
	typedef struct
	{
	 char addr[64];
	 acl::aio_handle* handle;
	 int connect_timeout;
	 int read_timeout;
	 int nopen_limit;
	 int nopen_total;
	 int nwrite_limit;
	 int nwrite_total;
	 int nread_total;
	 int id_begin;
	 bool debug;
	} IO_CTX;
	
	static bool connect_server(IO_CTX* ctx, int id);
	
	/**
	* 客户端异步连接流回调函数类
	*/
	class client_io_callback : public acl::aio_open_callback
	{
	public:
	 /**
	 * 构造函数
	 * @param ctx {IO_CTX*}
	 * @param client {aio_socket_stream*} 异步连接流
	 * @param id {int} 本流的ID号
	 */
	 client_io_callback(IO_CTX* ctx, acl::aio_socket_stream* client, int id)
	 : client_(client)
	 , ctx_(ctx)
	 , nwrite_(0)
	 , id_(id)
	 {
	 }
	
	 ~client_io_callback()
	 {
	 std::cout << ">>>ID: " << id_ << ", io_callback deleted now!" << std::endl;
	 }
	
	 /**
	 * 基类虚函数, 当异步流读到所要求的数据时调用此回调函数
	 * @param data {char*} 读到的数据地址
	 * @param len {int｝ 读到的数据长度
	 * @return {bool} 返回给调用者 true 表示继续，否则表示需要关闭异步流
	 */
	 bool read_callback(char* data, int len)
	 {
	 (void) data;
	 (void) len;
	
	 ctx_->nread_total++;
	
	 if (ctx_->debug)
	 {
	 if (nwrite_ < 10)
	 std::cout << "gets(" << nwrite_ << "): " << data;
	 else if (nwrite_ % 2000 == 0)
	 std::cout << ">>ID: " << id_ << ", I: "
	 << nwrite_ << "; "<< data;
	 }
	
	 // 如果收到服务器的退出消息，则也应退出
	 if (acl::strncasecmp_(data, "quit", 4) == 0)
	 {
	 // 向服务器发送数据
	 client_->format("Bye!\r\n");
	 // 关闭异步流连接
	 client_->close();
	 return (true);
	 }
	
	 if (nwrite_ >= ctx_->nwrite_limit)
	 {
	 if (ctx_->debug)
	 std::cout << "ID: " << id_
	 << ", nwrite: " << nwrite_
	 << ", nwrite_limit: " << ctx_->nwrite_limit
	 << ", quiting ..." << std::endl;
	
	 // 向服务器发送退出消息
	 client_->format("quit\r\n");
	 client_->close();
	 }
	 else
	 {
	 char buf[256];
	 snprintf(buf, sizeof(buf), "hello world: %d\n", nwrite_);
	 client_->write(buf, (int) strlen(buf));
	
	 // 向服务器发送数据
	 //client_->format("hello world: %d\n", nwrite_);
	 }
	
	 return (true);
	 }
	
	 /**
	 * 基类虚函数, 当异步流写成功时调用此回调函数
	 * @return {bool} 返回给调用者 true 表示继续，否则表示需要关闭异步流
	 */
	 bool write_callback()
	 {
	 ctx_->nwrite_total++;
	 nwrite_++;
	
	 // 从服务器读一行数据
	 client_->gets(ctx_->read_timeout, false);
	 return (true);
	 }
	
	 /**
	 * 基类虚函数, 当该异步流关闭时调用此回调函数
	 */
	 void close_callback()
	 {
	 if (client_->is_opened() == false)
	 {
	 std::cout << "Id: " << id_ << " connect "
	 << ctx_->addr << " error: "
	 << acl::last_serror();
	
	 // 如果是第一次连接就失败，则退出
	 if (ctx_->nopen_total == 0)
	 {
	 std::cout << ", first connect error, quit";
	 /* 获得异步引擎句柄，并设置为退出状态 */
	 client_->get_handle().stop();
	 }
	 std::cout << std::endl;
	 delete this;
	 return;
	 }
	
	 /* 获得异步引擎中受监控的异步流个数 */
	 int nleft = client_->get_handle().length();
	 if (ctx_->nopen_total == ctx_->nopen_limit && nleft == 1)
	 {
	 std::cout << "Id: " << id_ << " stop now! nstream: "
	 << nleft << std::endl;
	 /* 获得异步引擎句柄，并设置为退出状态 */
	 client_->get_handle().stop();
	 }
	
	 // 必须在此处删除该动态分配的回调类对象以防止内存泄露
	 delete this;
	 }
	
	 /**
	 * 基类虚函数，当异步流超时时调用此函数
	 * @return {bool} 返回给调用者 true 表示继续，否则表示需要关闭异步流
	 */
	 bool timeout_callback()
	 {
	 std::cout << "Connect " << ctx_->addr << " Timeout ..." << std::endl;
	 client_->close();
	 return (false);
	 }
	
	 /**
	 * 基类虚函数, 当异步连接成功后调用此函数
	 * @return {bool} 返回给调用者 true 表示继续，否则表示需要关闭异步流
	 */
	 bool open_callback()
	 {
	 // 连接成功，设置IO读写回调函数
	 client_->add_read_callback(this);
	 client_->add_write_callback(this);
	 ctx_->nopen_total++;
	
	 acl::assert_(id_ > 0);
	 if (ctx_->nopen_total < ctx_->nopen_limit)
	 {
	 // 开始进行下一个连接过程
	 if (connect_server(ctx_, id_ + 1) == false)
	 std::cout << "connect error!" << std::endl;
	 }
	
	 // 设置 SSL 方式
	 if (__ssl_conf)
	 {
	 acl::polarssl_io* ssl =
	 new acl::polarssl_io(*__ssl_conf, false, true);
	 if (client_->setup_hook(ssl) == ssl)
	 {
	 std::cout << "open ssl error!" << std::endl;
	 ssl->destroy();
	 return false;
	 }
	 if (ssl->handshake() == false)
	 {
	 client_->remove_hook();
	 ssl->destroy();
	 return false;
	 }
	 }
	
	 // 异步向服务器发送数据
	 //client_->format("hello world: %d\n", nwrite_);
	 char buf[256];
	 snprintf(buf, sizeof(buf), "hello world: %d\n", nwrite_);
	 client_->write(buf, (int) strlen(buf));
	
	 // 异步从服务器读取一行数据
	 client_->gets(ctx_->read_timeout, false);
	
	 // 表示继续异步过程
	 return (true);
	 }
	
	protected:
	private:
	 acl::aio_socket_stream* client_;
	 IO_CTX* ctx_;
	 int nwrite_;
	 int id_;
	};
	
	static bool connect_server(IO_CTX* ctx, int id)
	{
	 // 开始异步连接远程服务器
	 acl::aio_socket_stream* stream = acl::aio_socket_stream::open(ctx->handle,
	 ctx->addr, ctx->connect_timeout);
	 if (stream == NULL)
	 {
	 std::cout << "connect " << ctx->addr << " error!" << std::endl;
	 std::cout << "stoping ..." << std::endl;
	 if (id == 0)
	 ctx->handle->stop();
	 return (false);
	 }
	
	 // 创建连接后的回调函数类
	 client_io_callback* callback = new client_io_callback(ctx, stream, id);
	
	 // 添加连接成功的回调函数类
	 stream->add_open_callback(callback);
	
	 // 添加连接失败后回调函数类
	 stream->add_close_callback(callback);
	
	 // 添加连接超时的回调函数类
	 stream->add_timeout_callback(callback);
	 return (true);
	}
	
	static void usage(const char* procname)
	{
	 printf("usage: %s -h[help] -l server_addr -c nconnect"
	 " -n io_max -k[use kernel event: epoll/kqueue/devpoll"
	 " -t connect_timeout -d[debug] -S[use_ssl]\n", procname);
	}
	
	int main(int argc, char* argv[])
	{
	 bool use_kernel = false;
	 int ch;
	 IO_CTX ctx;
	
	 memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
	 ctx.connect_timeout = 5;
	 ctx.nopen_limit = 10;
	 ctx.id_begin = 1;
	 ctx.nwrite_limit = 10;
	 ctx.debug = false;
	 snprintf(ctx.addr, sizeof(ctx.addr), "127.0.0.1:9001");
	
	 while ((ch = getopt(argc, argv, "hc:n:kl:dt:S")) > 0)
	 {
	 switch (ch)
	 {
	 case 'c':
	 ctx.nopen_limit = atoi(optarg);
	 if (ctx.nopen_limit <= 0)
	 ctx.nopen_limit = 10;
	 break;
	 case 'n':
	 ctx.nwrite_limit = atoi(optarg);
	 if (ctx.nwrite_limit <= 0)
	 ctx.nwrite_limit = 10;
	 break;
	 case 'h':
	 usage(argv[0]);
	 return (0);
	 case 'k':
	 use_kernel = true;
	 break;
	 case 'l':
	 snprintf(ctx.addr, sizeof(ctx.addr), "%s", optarg);
	 break;
	 case 'd':
	 ctx.debug = true;
	 break;
	 case 't':
	 ctx.connect_timeout = atoi(optarg);
	 break;
	 case 'S':
	 __ssl_conf = new acl::polarssl_conf();
	 default:
	 break;
	 }
	 }
	
	 acl::meter_time(__FUNCTION__, __LINE__, "-----BEGIN-----");
	 acl::acl_cpp_init();
	
	 acl::aio_handle handle(use_kernel ? acl::ENGINE_KERNEL : acl::ENGINE_SELECT);
	 ctx.handle = &handle;
	
	 if (connect_server(&ctx, ctx.id_begin) == false)
	 {
	 std::cout << "enter any key to exit." << std::endl;
	 getchar();
	 return (1);
	 }
	
	 std::cout << "Connect " << ctx.addr << " ..." << std::endl;
	
	 while (true)
	 {
	 // 如果返回 false 则表示不再继续，需要退出
	 if (handle.check() == false)
	 break;
	 }
	
	 acl::string buf;
	
	 buf << "total open: " << ctx.nopen_total
	 << ", total write: " << ctx.nwrite_total
	 << ", total read: " << ctx.nread_total;
	
	 acl::meter_time(__FUNCTION__, __LINE__, buf.c_str());
	
	 delete __ssl_conf;
	
	 return (0);
	}

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