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【C++】libwebsockets库的简易教程（附源码）

作者：菜鸟追梦旅行 | 2024-03-14 16:14:15

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libwebsockets

1、常用的一些api

（1）lws_create_context：创建上下文对面，管理ws

lws_create_context是libwebsockets库中的函数，用于创建一个WebSocket上下文。WebSocket上下文是一个结构体，包含了与WebSocket相关的所有信息和状态。在创建WebSocket连接之前，需要先创建一个WebSocket上下文。lws_create_context函数的作用是初始化WebSocket上下文，并返回一个指向WebSocket上下文的指针。

（2）lws_context_destroy：销毁上下文对象

lws_context_destroy 是一个函数，用于销毁一个 libwebsockets 应用程序的上下文。它会释放分配给上下文的所有资源，包括套接字、线程、缓冲区等。调用此函数后，应用程序将无法再使用上下文，因此应该确保在不需要上下文时才调用此函数。

（3）lws_client_connect_via_info：连接到WebSocket服务器

lws_client_connect_via_info是libwebsockets库中的一个函数，它的作用是通过提供的连接信息来建立一个客户端连接。这个函数可以用于在客户端应用程序中连接到服务器。

具体来说，lws_client_connect_via_info函数需要提供以下信息：

1. 连接协议的名称，例如http、https、websocket等。

2. 服务器的主机名或IP地址。

3. 服务器的端口号。

4. 连接选项，例如SSL/TLS证书等。

5. 回调函数，用于处理连接状态和接收数据。

通过提供这些信息，lws_client_connect_via_info函数可以建立一个客户端连接，并在连接建立后调用回调函数来处理连接状态和接收数据。

（4）lws_service：处理所有未处理的事件和数据

在libwebsockets库中，lws_service是一个函数，它用于处理所有未处理的事件和数据。它在一个无限循环中运行，不断地检查是否有新的事件或数据需要处理。当有新的事件或数据到达时，它会调用相应的回调函数来处理它们。lws_service函数是libwebsockets库中最重要的函数之一，它确保了网络连接的稳定和可靠性。

（5）lws_callback_on_writable：设置服务器可以向客户端发送数据

lws_callback_on_writable 是 libwebsockets 库中的一个函数，它的含义是将一个 websocket 连接的 writable 回调函数加入到事件循环中。当该连接的网络缓冲区变为空闲状态时，就会触发这个回调函数。这个函数通常用于在 websocket 连接中发送数据。调用该函数可以确保在网络缓冲区可写时立即发送数据，从而提高网络传输效率。

（6）常用的结构体

   struct lws // websocket连接句柄
   struct lws_context // websocket处理器
   struct lws_context_creation_info // context参数
   struct lws_protocols // 协议层传输句柄
   void* m_pUser;                               // 返回回调的对象
   struct lws_client_connect_info // 连接参数

2、服务器

以下是使用libwebsockets编写WebSocket服务器的简单步骤：

（1）安装libwebsockets库：您可以从官方网站（https://libwebsockets.org/）下载最新版本的库。

可以通过以下命令安装libwebsockets库：

sudo apt-get install libwebsockets-dev

（2）创建WebSocket服务器

基本的步骤：

a. 创建一个libwebsocket_context对象，该对象将管理所有客户端连接。

b. 设置服务器的协议和端口号。

c. 创建一个回调函数，该函数将处理来自客户端的消息。

d. 启动服务器并等待客户端连接。

处理客户端连接：当客户端连接到服务器时，您需要编写代码来处理连接。这包括验证客户端身份，处理消息和关闭连接。

发送消息：您可以使用libwebsocket库中的函数向客户端发送消息。

下面是一个简单的WebSocket服务器的代码：

libwebsocket开源库中，lws_service回调函数的参数含义如下：

1. wsi：websocket实例，表示当前正在处理的websocket连接。

2. reason：关闭连接的原因代码。如果连接未关闭，此参数为0。

3. user：用户数据，可以使用lws_callback_on_writable函数设置。

4. in：接收到的数据缓冲区。

5. len：接收到的数据长度。

6. flags：标志位，用于指示连接状态等信息。

7. out：发送数据缓冲区。

8. out_len：发送数据长度。

9. reserved：保留参数，暂时没有使用。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libwebsockets.h>
 
static int callback_http(struct lws *wsi, enum lws_callback_reasons reason, void *user, void *in, size_t len)
{
    return 0;
}
 
static int callback_websocket(struct lws *wsi, enum lws_callback_reasons reason, void *user, void *in, size_t len)
{
    switch (reason) {
        case LWS_CALLBACK_ESTABLISHED:
            printf("WebSocket connection established\n");
            break;
        case LWS_CALLBACK_RECEIVE:
            printf("Received data: %s\n", (char *)in);
            break;
        case LWS_CALLBACK_CLOSED:
            printf("WebSocket connection closed\n");
            break;
        default:
            break;
    }
    return 0;
}
 
 
//注册协议,一种协议，对应一套处理方案（类似驱动中的设备树）
static struct lws_protocols protocols[] = {
    {
        "http",
        callback_http,
        0,
        0,
    },
    {
        "websocket",
        callback_websocket,
        0,
        0,
    },
    { NULL, NULL, 0, 0 } /* end of list */
};
 
int main(int argc, char **argv)
{
    struct lws_context_creation_info info;
    struct lws_context *context;
    int port = 9000;
 
    memset(&info, 0, sizeof(info));
    info.port = port;
    info.protocols = protocols;
 
    context = lws_create_context(&info);
 
    if (!context) {
        printf("Error creating WebSocket context\n");
        return 1;
    }
 
    printf("WebSocket server started on port %d\n", port);
 
    while (1) {
        lws_service(context, 50);
    }
 
    lws_context_destroy(context);
 
    return 0;
}

（3）编译和运行服务器

可以使用以下命令编译服务器：

gcc -o server server.c -lwebsockets

然后运行服务器：

./server

现在WebSocket服务器已经启动了，可以使用浏览器或其他WebSocket客户端连接到它。

以上是使用libwebsockets库创建WebSocket服务器的简单教程，希望对你有所帮助。

3、客户端

（1）基本步骤：

A. 在代码中引入libwebsocket库的头文件：

#include <libwebsockets.h>

B. 创建一个lws_context对象，用于管理WebSocket连接：

struct lws_context* context;

C. 定义连接参数结构体，并设置连接信息：


struct lws_client_connect_via_info connect_info = {
    .context = context,
    .address = "192.168.12.226",
    .port = 8081,
    .path = "/",
    .host = "192.168.12.226",
    .origin = "http://192.168.12.226",
    .protocol = NULL,
    .user = NULL,
    .password = NULL
};

D. 使用lws_client_connect_via_info()函数连接到WebSocket服务器：

lws* ws_client = lws_client_connect_via_info(&connect_info);

E. 在连接成功后，可以使用lws_write()函数向服务器发送消息：


char *message = "Hello, WebSocket Server!";
lws_write(ws_client, (unsigned char *)message, strlen(message), LWS_WRITE_TEXT);

F. 最后，在程序结束时，使用lws_context_destroy()函数释放资源：

lws_context_destroy(context);

（2）以下是使用libwebsockets库创建一个基本的WebSocket客户端的示例代码：

lws_client_connect_via_info 是一个函数，用于通过给定的连接信息连接到 WebSocket 服务器。它接受一个指向连接信息结构体的指针作为参数，并返回一个指向连接句柄的指针。连接信息结构体包含有关连接的所有必要信息，例如服务器的地址、端口号、协议等。使用该函数可以方便地连接到 WebSocket 服务器并开始进行通信。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libwebsockets.h>
 
static int callback_websocket(struct lws *wsi, enum lws_callback_reasons reason, void *user, void *in, size_t len)
{
    switch (reason) {
        case LWS_CALLBACK_CLIENT_CONNECTION_ERROR:
            fprintf(stderr, "Error connecting to server\n");
            break;
        case LWS_CALLBACK_CLIENT_ESTABLISHED:
            fprintf(stderr, "Connected to server\n");
            break;
        case LWS_CALLBACK_CLIENT_RECEIVE:
            fprintf(stderr, "Received data: %s\n", (char *)in);
            break;
        case LWS_CALLBACK_CLOSED:
            fprintf(stderr, "Disconnected from server\n");
            break;
        default:
            break;
    }
 
    return 0;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    struct lws_context *context;
    struct lws *websocket;
    struct lws_client_connect_info connect_info;
 
    memset(&connect_info, 0, sizeof(connect_info));
    connect_info.context = context;
    connect_info.address = "localhost";
    connect_info.port = 8000;
    connect_info.path = "/";
    connect_info.host = connect_info.address;
    connect_info.origin = connect_info.address;
    connect_info.protocol = NULL;
    connect_info.ssl_connection = 0;
 
    struct lws_protocols protocols[] = {
        { "default", callback_websocket, 0, 0 },
        { NULL, NULL, 0, 0 }
    };
 
    context = lws_create_context(NULL, NULL, protocols, NULL, NULL, NULL, NULL, -1, -1, 0);
 
    if (context == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error creating context\n");
        return 1;
    }
 
    websocket = lws_client_connect_via_info(&connect_info);
 
    if (websocket == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error connecting to server\n");
        return 1;
    }
 
    while (lws_service(context, 0) >= 0);
 
    lws_context_destroy(context);
 
    return 0;
}

这个示例代码创建了一个WebSocket客户端，连接到本地主机的8000端口，并打印收到的任何数据。您可以将connect_info.address和connect_info.port更改为连接到其他WebSocket服务器。

在main()函数中，我们首先设置连接信息结构体connect_info，然后创建一个lws_context对象。接下来，我们调用lws_client_connect_via_info()连接到WebSocket服务器，并在while循环中使用lws_service()处理任何传入的数据或事件。最后，我们销毁lws_context对象并返回0，表示程序成功结束。

4、踩到的一些坑

（1）编译时候，会报错说：libwebsocket库中lws-misc.h 变量humanize_schema_si，未知大小。

解决方法：正常这个是在linux编译器的时候不会报错，但是vs会报错。应该是vs的安全性和语法检查规则导致的。

所以windows编译器时候，改一下就好了。

（2）客户端连接服务器的名称，记得要和服务器的名称一致，否则连不上。

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