[C++]打包传输结构体或大内存块的四种办法(完全版)

happmaoo · 发表于 2013-2-5 01:06:28

打包传输结构体或大内存块<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

作者郑昀

内容
<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><shapetype id="_x0000_t75" stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" o:preferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path o:connecttype="rect" gradientshapeok="t" o:extrusionok="f"></path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></shapetype><shape id="_x0000_i1025" style="WIDTH: 49.5pt; HEIGHT: 6pt" alt="" type="#_x0000_t75"><imagedata src="file:///C:%5CDOCUME~1%5Czhengyun%5CLOCALS~1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_image001.png" o:href="mhtml:file://F:\CodesLife\IBMTech\痛苦的遗忘——给应用程序开发人员的几句忠告.mht!http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/i/c.gif"></imagedata></shape>
BSTR的解法
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SAFEARRAY的解法
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boost::serialization的解法
<shape id="_x0000_i1028" style="WIDTH: 49.5pt; HEIGHT: 6pt" alt="" type="#_x0000_t75"><imagedata src="file:///C:%5CDOCUME~1%5Czhengyun%5CLOCALS~1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_image001.png" o:href="mhtml:file://F:\CodesLife\IBMTech\痛苦的遗忘——给应用程序开发人员的几句忠告.mht!http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/i/c.gif"></imagedata></shape>
IStream流的解法
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本文假定您熟悉 SAFEARRAY、C++、BOOST 和 MSMQ。

摘要：本文阐述了结构体/大内存块分布式传输时常用的四种打包方法，并演示了您如何利用这四种方法通过MSMQ发送/读取数据。

有时候我们需要远程传输各种结构体或者数据块，比如您通过MSMQ消息队列传递任意大小的结构体或者接口指针，那么如何打包传递呢？这实际上可以分解为一个普适问题：

如何把一个结构体(Structure Object)或者巨大内存块（比如5MB左右）打包为二进制数据流或者PROPVARIANT-compatible的类型？

本文介绍了四种传输方法：

一个BSTR；

一个SAFEARRAY；

boost::serialization；

IStream流。

本文还介绍了如何从MSMQ收发/解析这四种类型的数据。

BSTR的解法

BSTR的解法应该是这里面最简单的，也最容易理解的解法。

从BSTR定义 “一个 BSTR 是预先确定长度的 OLECHAR（每个 16 位）缓冲区” 看，BSTR并不等同于OLECHAR，它的前面还提供了4个字节，用于保留字符串的长度。BSTR真正指向第五个字节，也就是真正的OLECHAR串的开始处。

由此我们通常可以使用 BSTR 前缀来判断OLECHAR是多少个字节，它们并不会把数据解释为字符串，因此数据可以是具有嵌入空值(0x00)的二进制数据。这个特性正好为我们所用。

另外一个需要注意的问题是，我们要调用 SysStringByteLen 来获得 BSTR 中字节的数量，而不是单纯地计算Unicode字符的数量。

首先，我们给出一个要传输的类定义，它拥有几个常见类型的成员变量：

class A

{

int i; unsigned int ui;

long l;unsigned long ul;

char szInt[MAX_PATH];

std::string strLong;

public:

A() :

i(std::rand()),

ui(std::rand()),

l(std::rand()),

ul(std::rand())

{

std::stringstream ss;

ss ss >> szInt;

ss.clear();

ss ss >> strLong;

}

};

打包很容易：

A aSend;

BSTR bstrSend = SysAllocStringByteLen(NULL, sizeof(aSend));

LPBYTE pv = reinterpret_cast<byte>(bstrSend);</byte>

CopyMemory(pv, (void *)&aSend, sizeof(aSend));

这里要解释一下MSMQ接收消息体的规则。智能指针IMSMQMessagePtr的Body属性接收_variant_t参数。所以如果我们想把类对象实例作为消息的Body写入MSMQ消息队列，我们需要事先转换为_variant_t，下面的代码就是做这种转换的：

IMSMQMessagePtr spMsg("MSMQ.MSMQMessage");

CComBSTR bstrBody;

bstrBody.AppendBSTR(pData);

CComVariant varBody (bstrBody);

spMsg->Body = varBody;

hr = spMsg->Send(spQueue);

就这样，消息发送到了MSMQ。

下面我们演示如何解包。

A aRead;

IMSMQMessagePtr pMsg;

ReadMSMQMessage(spQueueRead, pMsg);

UINT uiRead = SysStringByteLen(pMsg->Body.bstrVal);

LPBYTE pvRead = reinterpret_cast<byte>(pMsg-&gt;Body.bstrVal);</byte>

CopyMemory((void *)&aRead, pvRead, uiRead);

新的类对象实例aRead的数据经过这样的解包，就得到了aSend的数据。

SAFEARRAY的解法

SAFEARRAY的解法较BSTR解法复杂了一点，不过就本质而言，它也是简单地把结构体复制到字节数组中。SAFEARRAY是一个带有边界信息的数组，它只是数组的描述，并不是数组本身，真正的数组内容存储在一个单独的内存块中，SAFEARRAY中的pvData指向这个内存块。

值得注意的是，这种方式一次只能打包65536字节以下的数据，这是由于

SafeArrayCreateVector的cElements定义所限制的：

SAFEARRAY* SafeArrayCreateVector(

VARTYPE vt,

long lLbound,

unsigned int cElements);

我们通常会用SafeArrayCreateVector API创建一个单维SAFEARRAY，分配一个sizeof(DATA)大小的连续内存块，而这个函数的第三个参数是一个unsigned int类型，所以最大值就只能是65536了。

下面的代码演示如何打包类A，

A aSend;

_variant_t varBody;

使用SafeArrayCreateVector API创建一个单维SAFEARRAY：

LPSAFEARRAY lpsa = SafeArrayCreateVector(VT_UI1, 0, Size);

在你访问SAFEARRAY数据之前，你必须调用SafeArrayAccessData,该函数锁定数据并且返回一个指针。在这里，锁定数组意味着增加该数组的内部计数器:

LPBYTE pbData = NULL;

if (lpsa)

hr = SafeArrayAccessData(lpsa, (void **)&pbData);

将类对象实例的内存复制到pbData，并将varBody和我们的单维SAFEARRAY拉上关系：

if (SUCCEEDED(hr))

{

CopyMemory(pbData, (void *) &aSend, sizeof(*pData));

varBody.vt = VT_ARRAY|VT_UI1;

varBody.parray = lpsa;

}

相应用来释放数据的函数是SafeArrayUnaccessData()，该功能释放该参数的计数：

if (pbData)

SafeArrayUnaccessData(varBody.parray);

填写MSMQMessage的Body属性：

IMSMQMessagePtr spMsg("MSMQ.MSMQMessage");

spMsg->Body = varBody;

好了，我们可以把这个消息体发送到MSMQ了。

收到MSMQ消息，反解也是依样画葫芦，

HRESULT ChangeVariant2Struct (_variant_t &var, A *DP)

{

SAFEARRAY* psa = var.parray;

调用SafeArrayGetUBound和SafeArrayGetLBound得到SAFEARRAY的上下边界：

long lBound;

SafeArrayGetLBound(psa, 1, &lBound);

long lUp;

SafeArrayGetUBound(psa, 1, &lUp);

DWORD dwSize = lUp - lBound + 1;

if(dwSize

return S_FALSE;

从而计算出要复制的内存块的大小。

下面开始复制：

void * tp;

SafeArrayAccessData(psa, reinterpret_castvoid**>(&tp));

CopyMemory((LPVOID)DP, tp, dwSize);

SafeArrayUnaccessData(psa);

return S_OK;

}

下面演示如何调用上面定义的函数ChangeVariant2Struct，从消息Body属性中得到类A的实例：

A aRead;

ZeroMemory((PVOID)&aRead, sizeof(aRead));

hr = ChangeVariant2Struct(pIMQMsg->Body,

&aRead);

boost::serialization的解法

boost.<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" /><chsdate year="1899" month="12" day="30" islunardate="False" isrocdate="False" w:st="on">1.32.0</chsdate>于<chsdate year="2004" month="11" day="19" islunardate="False" isrocdate="False" w:st="on">2004年11月19日</chsdate>发布，其中Robert Ramey的boost::serialization库可以将C++数据结构的任意集可逆地解构为一系列字节流。字节流的承载形式可以表现为：一个二进制数据的文件、文本数据、XML等。boost::serialization库完全是平台独立的。

我们借用它的一个例子来讲述我们的故事。首先你的类定义需要扩充：

class A

{

friend class boost::serialization::access;

templateclass Archive>

void serialize(Archive & ar, const unsigned int /* version */){

ar & i & ui & l & ul & szBuf;

}

。。。

};

由于C++没有reflection能力，无法动态查询对象内部信息以及对象所属类的信息，所以不但要加入一个友元，还需要用户介入serialize方法的具体细节。

另外我们还要借用boost_1_32_0\libs\serialization\example中提供的两个头文件：portable_binary_iarchive.hpp和portable_binary_oarchive.hpp。

之后的打包就简洁多了：

std::stringstream ssSend;

std::string strSend;

{

portable_binary_oarchive pboa(ssSend);

pboa

strSend = ssSend.str();

}

ssSend里就承载着二进制数据流。除此之外，你还可以用

A aFile;

std::ofstream ofs(“filename.bin”);

boost::archive::text_oarchive oa(ofs);

oa

直接将数据流序列化到二进制数据文件中，这也可以作为传输的介质。

为了把strSend发送到MSMQ，我们还需要：

CComBSTR bstr;

bstr.AppendBytes(strSend.c_str(),strSend.length());

CComVariant var(bstr);

spMsg->Body = var;

收到的MSMQ消息解包也很简单：

A aRead;

std::stringstream ssRead;

ssRead

portable_binary_iarchive pbia(ssRead);

pbia >> aRead;

这种font-size: 10.

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