[网络协议]WebAssembly中级——网络连接websocket

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WebAssebmly与C++

前言

作为一名C/C++程序员，一定很熟知网络连接，或多或少都使用过socket，如果经常做web端，那么如果使用过XmlHttpRequest、Fetch、WebSockets 和 WebRTC更能快速应用WebAssebmly下的websocket。因为WebAssebmly下的websocket和web端websocket是非常相似的。

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一、Emscripten WebSockets API

1.什么是Emscripten WebSockets

为什么要使用Emscripten WebSockets？
因为从web浏览器直接访问TCP套接字是不可能的。

WebSockets API 向浏览器提供面向连接的消息框架双向异步网络通信。Emscripten 提供了一个 passthrough API，用于从 C/C++ 代码访问 WebSockets API。Emscripten WebSockets API 比 JavaScript 中的手动 WebSockets 访问提供的一个好处是能够跨多个线程共享对 WebSocket 句柄的访问，从头开始开发可能会很耗时。

在使用时，需要-lwebsocket.js链接器指令将其链接。

2. 模拟POSIX TCP 套接字

如果代码中原本使用的就是 Posix Sockets API 的 C/C++ 编写的现有 TCP 网络代码，默认情况下 Emscripten 会尝试模拟此类连接以通过 WebSocket 协议进行。因此，需要在服务器端使用 WebSockify 之类的东西来启用 TCP 服务器堆栈以接收传入的 WebSocket 连接。但是这种方法并不是很完整。

以下方法没有被实现模拟poll() , close()（使用shutdown()代替），select()

要使用 POSIX 套接字代理，请使用标志-lwebsocket.js -s PROXY_POSIX_SOCKETS=1 -s USE_PTHREADS=1 -s PROXY_TO_PTHREAD=1，使用链接器标志-s WEBSOCKET_URL或Module['websocket']['url']指定要连接的 WebSocket URL，使用链接器标志-s WEBSOCKET_SUBPROTOCOL或Module['websocket']['subprotocol']来控制连接类型（“二进制”或“文本”）。

二、websocket

1.使用websocket

代码很简单，就不加注释了

#include <emscripten/emscripten.h>
#include <emscripten/websocket.h>
#include <stdio.h>

EM_BOOL onopen(int eventType, const EmscriptenWebSocketOpenEvent *websocketEvent, void *userData) {
    puts("onopen");

    EMSCRIPTEN_RESULT result;
    result = emscripten_websocket_send_utf8_text(websocketEvent->socket, "hello world");
    if (result) {
        printf("Failed to emscripten_websocket_send_utf8_text(): %d\n", result);
    }
    return EM_TRUE;
}
EM_BOOL onerror(int eventType, const EmscriptenWebSocketErrorEvent *websocketEvent, void *userData) {
    puts("onerror");

    return EM_TRUE;
}
EM_BOOL onclose(int eventType, const EmscriptenWebSocketCloseEvent *websocketEvent, void *userData) {
    puts("onclose");

    return EM_TRUE;
}
EM_BOOL onmessage(int eventType, const EmscriptenWebSocketMessageEvent *websocketEvent, void *userData) {
    puts("onmessage");
    if (websocketEvent->isText) {
        // For only ascii chars.
        printf("message: %s\n", websocketEvent->data);
    }

    EMSCRIPTEN_RESULT result;
    result = emscripten_websocket_close(websocketEvent->socket, 1000, "no reason");
    if (result) {
        printf("Failed to emscripten_websocket_close(): %d\n", result);
    }
    return EM_TRUE;
}

int main() {
    if (!emscripten_websocket_is_supported()) {
        return 0;
    }
    EmscriptenWebSocketCreateAttributes ws_attrs = {
        "wss://echo.websocket.org",
        NULL,
        EM_TRUE
    };

    EMSCRIPTEN_WEBSOCKET_T ws = emscripten_websocket_new(&ws_attrs);
    emscripten_websocket_set_onopen_callback(ws, NULL, onopen);
    emscripten_websocket_set_onerror_callback(ws, NULL, onerror);
    emscripten_websocket_set_onclose_callback(ws, NULL, onclose);
    emscripten_websocket_set_onmessage_callback(ws, NULL, onmessage);
}

2.输入命令

emcc main.cpp -lwebsocket.js -o main.html
emrun --port 8080 ./

三、POSIX TCP

// TCP client that sends a few messages to a server and prints out the replies
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>

#ifdef __EMSCRIPTEN__
#include <emscripten.h>
#include <emscripten/websocket.h>
#include <emscripten/threading.h>
 
EMSCRIPTEN_WEBSOCKET_T bridgeSocket = 0;

extern "C" {
EMSCRIPTEN_WEBSOCKET_T emscripten_init_websocket_to_posix_socket_bridge(const char *bridgeUrl);
}
#endif

int lookup_host(const char *host)
{
  struct addrinfo hints, *res;
  int errcode;
  char addrstr[100];
  void *ptr;

  memset(&hints, 0, sizeof (hints));
  hints.ai_family = PF_UNSPEC;
  hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
  hints.ai_flags |= AI_CANONNAME;

  errcode = getaddrinfo(host, NULL, &hints, &res);
  if (errcode != 0)
  {
    printf("getaddrinfo failed!\n");
    return -1;
  }

  printf("Host: %s\n", host);
  while (res)
  {
    inet_ntop(res->ai_family, res->ai_addr->sa_data, addrstr, 100);

    switch (res->ai_family)
    {
    case AF_INET:
      ptr = &((struct sockaddr_in *)res->ai_addr)->sin_addr;
      break;
    case AF_INET6:
      ptr = &((struct sockaddr_in6 *)res->ai_addr)->sin6_addr;
      break;
    }
    inet_ntop(res->ai_family, ptr, addrstr, 100);
    printf("IPv%d address: %s (%s)\n", res->ai_family == PF_INET6 ? 6 : 4, addrstr, res->ai_canonname);
    res = res->ai_next;
  }

  return 0;
}

int main(int argc , char *argv[])
{
#ifdef __EMSCRIPTEN__
  bridgeSocket = emscripten_init_websocket_to_posix_socket_bridge("ws://localhost:8080");
  // Synchronously wait until connection has been established.
  uint16_t readyState = 0;
  do {
    emscripten_websocket_get_ready_state(bridgeSocket, &readyState);
    emscripten_thread_sleep(100);
  } while(readyState == 0);
#endif

  lookup_host("google.com");

  // Create socket
  int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (sock == -1)
  {
    printf("Could not create socket");
    exit(1);
  }
  printf("Socket created: %d\n", sock);

  struct sockaddr_in server;
  server.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
  server.sin_family = AF_INET;
  server.sin_port = htons(7777);

  if (connect(sock, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) < 0)
  {
    perror("connect failed. Error");
    return 1;
  }

  puts("Connected\n");
  for(int i = 0; i < 10; ++i)
  {
    const char message[] = "hell";
    if (send(sock, message, strlen(message), 0) < 0)
    {
      puts("Send failed");
      return 1;
    }

    char server_reply[256];
    if (recv(sock, server_reply, 256, 0) < 0)
    {
      puts("recv failed");
      break;
    }
     
    puts("Server reply: ");
    puts(server_reply);
  }

  close(sock);
#ifdef REPORT_RESULT
  REPORT_RESULT(101);
#endif
  return 0;
}