Websocket++简单使用及实例分析

Websocket++是一个C++的WebSocket库，用于实现基于WebSocket协议的网络应用程序。这个库提供了许多的接口和功能，使得程序开发更为简单和高效，同时也支持多种平台和操作系统。本文将详细讲解Websocket++的简单使用及实例分析，帮助读者更好的了解这个库的特点和优势。

Websocket++的简单使用

下面将介绍Websocket++的简单使用步骤和方法：

步骤一：安装Websocket++

在开始之前，你需要先安装Websocket++库。可以通过以下命令在Linux平台中进行安装。

sudo apt-get install libwebsocketpp-dev

步骤二：创建WebSocket服务器

使用Websocket++库创建WebSocket服务器非常简单，只需要按照以下代码编写即可：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls.hpp>
#include <websocketpp/server.hpp>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    try {
        // 创建服务器
        websocketpp::server<websocketpp::config::asio> server;

        // 设置监听端口和协议
        server.listen(9002);

        // 开始监听请求
        server.start_accept();

        cout << "WebSocket Server started on port 9002" << endl;

        // 进入事件循环
        server.run();
    } catch (websocketpp::exception const & e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

上述代码所创建的WebSocket服务器会在本地的9002端口启动，并开始监听请求。执行该程序，可以看到控制台输出 "WebSocket Server started on port 9002"，表示WebSocket服务器已经开启。

步骤三：创建WebSocket客户端

使用Websocket++库创建WebSocket客户端同样非常简单，只需要按照以下代码编写即可：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls_client.hpp>
#include <websocketpp/client.hpp>
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    try {
        // 创建客户端
        websocketpp::client<websocketpp::config::asio_client> client;

        // 设置连接地址
        string uri = "ws://localhost:9002";

        // 连接WebSocket服务器
        client.connect(uri);
        cout << "Connected to " << uri << endl;

        // 进入事件循环
        client.run();
    } catch (websocketpp::exception const & e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

上述代码所创建的WebSocket客户端会连接到本地的9002端口，并开始监听服务器发送的数据。执行该程序，可以看到控制台输出 "Connected to ws://localhost:9002"，表示WebSocket客户端已经成功连接到服务器。

实例分析

接下来，我们将给出两个Websocket++库的示例，帮助读者更好的了解这个库的使用方法和效果。

示例一：实现在线聊天室

在线聊天室是一个典型的使用WebSocket协议的应用场景，下面我们将使用Websocket++库来实现一个简单的在线聊天室，实现用户之间的实时聊天。

该在线聊天室的具体实现逻辑如下：

用户进入聊天室后，后端记录下该用户的WebSocket连接，同时向所有在线的用户发送该用户进入的提示信息；
用户发送聊天内容后，后端再将该内容发送给所有在线的用户。

下面是详细的实现代码：

服务端实现：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls.hpp>
#include <websocketpp/server.hpp>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

typedef websocketpp::server<websocketpp::config::asio> server;

vector<websocketpp::connection_hdl> users;

void on_message(server *sm, websocketpp::connection_hdl hdl, server::message_ptr msg) {
    // 向其他用户广播消息
    for(auto it=users.begin(); it!=users.end(); it++) {
        if (it->lock().get() != hdl.lock().get()) {
            sm->send(*it, msg->get_payload(), msg->get_opcode());
        }
    }
}

void on_open(server *sm, websocketpp::connection_hdl hdl) {
    // 记录新用户，并给其他用户发送进入提示
    users.push_back(hdl);
    for(auto it=users.begin(); it!=users.end(); it++) {
        if (it->lock().get() != hdl.lock().get()) {
            sm->send(*it, "A new user has joined the chat.");
        }
    }
}

void on_close(server *sm, websocketpp::connection_hdl hdl) {
    // 删除离线用户，并通知其他用户
    auto it = find(users.begin(), users.end(), hdl);
    if (it != users.end()) {
        users.erase(it);
    }
    for(auto it=users.begin(); it!=users.end(); it++) {
        sm->send(*it, "A user has left the chat.");
    }
}

int main() {
    try {
        // 创建服务器
        server ws_server;

        // 设置事件处理函数
        ws_server.set_message_handler(bind(&on_message, &ws_server, ::_1, ::_2));
        ws_server.set_open_handler(bind(&on_open, &ws_server, ::_1));
        ws_server.set_close_handler(bind(&on_close, &ws_server, ::_1));

        // 设置监听端口
        ws_server.listen(9002);

        cout << "WebSocket Server started on port 9002" << endl;

        // 进入事件循环
        ws_server.run();
    } catch (const websocketpp::exception& e) {
        cerr << "Error: " << e.what() << endl;
    } catch (...) {
        cerr << "Exception caught" << endl;
    }
    return 0;
}

客户端实现：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls_client.hpp>
#include <websocketpp/client.hpp>
#include <iostream>

using namespace std;

typedef websocketpp::client<websocketpp::config::asio_client> client;

void on_message(client *c, websocketpp::connection_hdl hdl, client::message_ptr msg) {
    cout << msg->get_payload() << endl;
}

int main() {
    try {
        // 创建客户端
        client ws_client;

        // 设置事件处理函数
        ws_client.set_message_handler(bind(&on_message, &ws_client, ::_1, ::_2));

        // 设置连接地址
        string uri = "ws://localhost:9002";

        // 连接WebSocket服务器
        websocketpp::lib::error_code ec;
        client::connection_ptr conn = ws_client.get_connection(uri, ec);
        if (ec) {
            cerr << "Could not connect: " << ec.message() << endl;
            return 1;
        }
        ws_client.connect(conn);

        // 进入事件循环
        ws_client.run();
    } catch (const websocketpp::exception& e) {
        cerr << "Error: " << e.what() << endl;
    } catch (...) {
        cerr << "Exception caught" << endl;
    }
    return 0;
}

启动服务端程序后，运行多个客户端，即可实现在线聊天室的功能。用户在输入聊天内容后，后端会将该内容发送给所有在线用户，实现实时聊天的功能。

示例二：实现Web控制器

Web控制器是一个典型的Websocket应用场景，下面我们将使用Websocket++库来实现一个简单的Web控制器，实现对连接设备的遥控操作。

该Web控制器的具体实现逻辑如下：

用户在Web页面上点击相应的操作按钮后，前端将该操作信息封装为JSON格式并发送给后端；
后端接收到JSON格式的控制信息后，对该设备进行相应的操作并将结果返回给前端。

下面是详细的实现代码：

服务端实现：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls.hpp>
#include <websocketpp/server.hpp>
#include <iostream>
#include <string>
#include <json.hpp>

using namespace std;
using json = nlohmann::json;

typedef websocketpp::server<websocketpp::config::asio> server;

// 模拟设备状态
string device_state = "off";

void on_message(server *sm, websocketpp::connection_hdl hdl, server::message_ptr msg) {
    // 解析JSON格式的消息
    json j = json::parse(msg->get_payload());

    // 根据操作类型进行相应的操作
    if (j["type"] == "get_status") {
        json res;
        res["type"] = "status_reply";
        res["state"] = device_state;
        sm->send(hdl, res.dump(), msg->get_opcode());
    } else if (j["type"] == "set_status") {
        device_state = j["state"];
        json res;
        res["type"] = "status_updated";
        res["state"] = device_state;
        for(auto it=sm->get_connections().begin(); it!=sm->get_connections().end(); it++) {
            sm->send(*it, res.dump(), msg->get_opcode());
        }
    }
}

int main() {
    try {
        // 创建服务器
        server ws_server;

        // 设置事件处理函数
        ws_server.set_message_handler(bind(&on_message, &ws_server, ::_1, ::_2));

        // 设置监听端口
        ws_server.listen(9002);

        cout << "WebSocket Server started on port 9002" << endl;

        // 进入事件循环
        ws_server.run();
    } catch (const websocketpp::exception& e) {
        cerr << "Error: " << e.what() << endl;
    } catch (...) {
        cerr << "Exception caught" << endl;
    }
    return 0;
}

客户端实现：

#include <websocketpp/config/asio_no_tls_client.hpp>
#include <websocketpp/client.hpp>
#include <iostream>
#include <string>
#include <json.hpp>

using namespace std;
using json = nlohmann::json;

typedef websocketpp::client<websocketpp::config::asio_client> client;

void on_message(client *c, websocketpp::connection_hdl hdl, client::message_ptr msg) {
    // 解析JSON格式的消息
    json j = json::parse(msg->get_payload());

    // 根据消息类型进行相应的处理
    if (j["type"] == "status_reply") {
        cout << "Device state: " << j["state"] << endl;
    } else if (j["type"] == "status_updated") {
        cout << "Device state updated: " << j["state"] << endl;
    }
}

int main() {
    try {
        // 创建客户端
        client ws_client;

        // 设置事件处理函数
        ws_client.set_message_handler(bind(&on_message, &ws_client, ::_1, ::_2));

        // 设置连接地址
        string uri = "ws://localhost:9002";

        // 连接WebSocket服务器
        websocketpp::lib::error_code ec;
        client::connection_ptr conn = ws_client.get_connection(uri, ec);
        if (ec) {
            cerr << "Could not connect: " << ec.message() << endl;
            return 1;
        }
        ws_client.connect(conn);

        // 向服务端发送消息
        json msg;
        msg["type"] = "get_status";
        ws_client.send(conn, msg.dump(), websocketpp::frame::opcode::text);

        // 进入事件循环
        ws_client.run();
    } catch (const websocketpp::exception& e) {
        cerr << "Error: " << e.what() << endl;
    } catch (...) {
        cerr << "Exception caught" << endl;
    }
    return 0;
}

启动服务端程序后，运行客户端程序，即可通过该Web控制器对设备进行遥控操作，实现远程控制的功能。

总结

本文介绍了Websocket++库的简单使用方法和两个典型应用场景的实现。 Websocket++库是一个功能强大、易于使用、高效稳定的WebSocket库，具有广泛的应用场景，特别适合于实时通信、远程控制等领域。希望本文能够对读者理解Websocket++库的特点和优势有所帮助。

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