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一个TCP长连接设备管理后台工程(一)
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封包器

上面介绍了过滤器,过滤器实际就是一个能够处理粘包和拆包的解析器,和封包器的作用正好相反。但是封包器会很简单,因为封包没有粘包和拆包的处理。

代码如下:

//Packer is proto Packer api
func Packer(msg Message) []byte {
    data := make([]byte, 0)
    tempbytes := codec.Word2Bytes(msg.HEADER.MID)
    data = append(data, tempbytes...)
    datalen := uint16(len(msg.BODY)) & 0x03FF
    datalen = datalen | 0x4000

    tempbytes = utils.Word2Bytes(datalen)
    data = append(data, tempbytes...)

    data = append(data, msg.HEADER.Version)

    if len(msg.HEADER.PhoneNum) < 10 {
        data = append(data, make([]byte, 10-len(msg.HEADER.PhoneNum))...)
        data = append(data, msg.HEADER.PhoneNum...)
    } else {
        data = append(data, msg.HEADER.PhoneNum[:10]...)
    }

    tempbytes = utils.Word2Bytes(msg.HEADER.SeqNum)
    data = append(data, tempbytes...)

    if msg.HEADER.IsMulti() {
        data = append(data, utils.Word2Bytes(msg.HEADER.MutilFlag.MsgSum)...)
        data = append(data, utils.Word2Bytes(msg.HEADER.MutilFlag.MsgIndex)...)
    }

    data = append(data, msg.BODY...)

    csdata := byte(checkSum(data[:]))
    data = append(data, csdata)

    //添加头尾
    var tmpdata []byte = []byte{0x7e}

    for _, item := range data {
        if item == 0x7d {
            tmpdata = append(tmpdata, 0x7d, 0x01)
        } else if item == 0x7e {
            tmpdata = append(tmpdata, 0x7d, 0x02)
        } else {
            tmpdata = append(tmpdata, item)
        }
    }
    tmpdata = append(tmpdata, 0x7e)

    return tmpdata
}

处理器

处理器用来处理接收到的有效TCP数据包,它应该是比过滤器更上层的一个模块。因为我们是用来管理TCP连接的,一个tcp连接代表着一个终端设备,这个终端设备有各种属性和操作逻辑,这些东西都是依附于TCP的长连接。我们单独定义一个包来组织这部分内容:

package term

而我们的处理器就存在于这个包中。由于这个模块是tcp数据的实际处理模块,所以会牵扯到许多相关连的包,比如前面的codec、proto等,还有数据库的操作。

这一部分我们主要只介绍处理器的逻辑。前面我们说了,我们要处理的包有:

  • 平台通用应答
  • 终端通用应答
  • 终端注册
  • 终端注册应答
  • 终端鉴权
  • 心跳
  • 位置上报处理

通过proto的filter我们得到了各个Message,并且获取了其中的帧头信息,BODY部分还没有处理。而我们的codec正是用来处理BODY部分的编/解码器。

所以处理器的基本流程就是根据Message中Header信息,分别处理其Body数据,然后返回处理的结果。这个处理的结果往往就是需要响应的数据流。所以我们的处理器函数的样子大概就是这样的:

func (t *Terminal) Handler(msg proto.Message) []byte{
    
}

传入一个Message,入后输出需要响应的数据,如果返回nil则表明没有数据需要响应。

其中Terminal这个结构体我们在后端模型这个装接中有提及到:

type Terminal struct {
    authkey   string
    imei      string
    iccid     string
    vin       string
    tboxver   string
    loginTime time.Time
    seqNum    uint16
    phoneNum  []byte
    Conn      net.Conn
    Engine    *xorm.Engine
    Ch        chan int
}

同时为了使用codec的序列化和反序列化,我们还需要定义如下结构体:

type TermAckBody struct {
    AckSeqNum uint16
    AckID     uint16
    AckResult uint8
}

type PlatAckBody struct {
    AckSeqNum uint16
    AckID     uint16
    AckResult uint8
}

type RegisterBody struct {
    ProID         uint16
    CityID        uint16
    ManufID       []byte `len:"11"`
    TermType      []byte `len:"30"`
    TermID        []byte `len:"30"`
    LicPlateColor uint8
    LicPlate      string
}

type RegisterAckBody struct {
    AckSeqNum uint16
    AckResult uint8
    AuthKey   string
}

type AuthBody struct {
    AuthKeyLen uint8
    AuthKey    string
    Imei       []byte `len:"15"`
    Version    []byte `len:"20"`
}

type GPSInfoBody struct {
    WarnFlag uint32
    State    uint32
    Lat      uint32
    Lng      uint32
    Alt      uint16
    Speed    uint16
    Dir      uint16
    Time     []byte `len:"6"`
}

type CtrlBody struct {
    Cmd   uint8
    Param string
}

下面就来正式讲解Handler的实现。

首先获取保存Header中的电话号和流水号到Terminal中:

if t.phoneNum == nil {
    t.phoneNum = make([]byte, 10)
}

copy(t.phoneNum, []byte(msg.HEADER.PhoneNum))
t.seqNum = msg.HEADER.SeqNum

然后通过switch来匹配消息id,并对其body部分做相关处理:

switch msg.HEADER.MID {
    case proto.TermAck:
    //
    case proto.Register:
    //
    case proto.Login:
    //
    case proto.Heartbeat:
    //
    case proto.Gpsinfo:
    //
}
return nil

我们先说注册,我们使用帧头中的手机号,在数据库中查找对应的鉴权码。然后从msg中获取body部分,通过codec反序列话得到RegisterBody实例。为了简单,我们此处不做其他数据验证,直接做出数据响应即可。生成需要响应的RegisterAckBody实例,然后序列化为body切片,然后生成响应的Message,再通过封包器封包为数据流返回:

devinfo := new(DevInfo)

devinfo.PhoneNum = strings.TrimLeft(utils.HexBuffToString(t.phoneNum), "0")

is, _ := t.Engine.Get(devinfo)
if !is {
    return []byte{}
}

var reg RegisterBody
_, err := codec.Unmarshal(msg.BODY, &reg)
if err != nil {
    fmt.Println("err:", err)
}

var body []byte
body, err = codec.Marshal(&RegisterAckBody{
    AckSeqNum: msg.HEADER.SeqNum,
    AckResult: 0,
    AuthKey:   devinfo.Authkey,
})
if err != nil {
    fmt.Println("err:", err)
}

msgAck := proto.Message{
    HEADER: proto.Header{
        MID:      proto.RegisterAck,
        Attr:     proto.MakeAttr(1, false, 0, uint16(len(body))),
        Version:  1,
        PhoneNum: string(t.phoneNum),
        SeqNum:   t.seqNum,
    },
    BODY: body,
}
return proto.Packer(msgAck)

上面有涉及到数据库的查询操作,这部分使用了xorm,具体的参考xorm官方文档:xorm官方文档

上面涉及一个utils.HexBuffToString函数,这个函数会将字符串转换为16进制格式的字符串,本身是基于strconv.FormatUint(uint64(value), 16)完成的,但是这个函数会没有办法指定转换后的填充值,比如0x0A会直接转换成"A"而不是"0A",所以需要做一点特殊处理:

func HexBuffToString(hex []byte) string {
    var ret string
    for _, value := range hex {
        str := strconv.FormatUint(uint64(value), 16)
        if len([]rune(str)) == 1 {
            ret = ret + "0" + str
        } else {
            ret = ret + str
        }
    }
    return ret
}

Handler其他部分的流程大体差不多,就不做过多讲解了,完整代码:

//Handler is proto Handler api
func (t *Terminal) Handler(msg proto.Message) []byte {
    if t.phoneNum == nil {
        t.phoneNum = make([]byte, 10)
    }

    copy(t.phoneNum, []byte(msg.HEADER.PhoneNum))
    t.seqNum = msg.HEADER.SeqNum

    switch msg.HEADER.MID {
    case proto.TermAck:
        reqID := codec.Bytes2Word(msg.BODY[2:4])
        if reqID == proto.UpdateReq {
            //ch <- 1
            //升级命令
        }
    case proto.Register:
        devinfo := new(DevInfo)

        devinfo.PhoneNum = strings.TrimLeft(utils.HexBuffToString(t.phoneNum), "0")

        is, _ := t.Engine.Get(devinfo)
        if !is {
            return []byte{}
        }

        var reg RegisterBody
        _, err := codec.Unmarshal(msg.BODY, &reg)
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        var body []byte
        body, err = codec.Marshal(&RegisterAckBody{
            AckSeqNum: msg.HEADER.SeqNum,
            AckResult: 0,
            AuthKey:   devinfo.Authkey,
        })
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        msgAck := proto.Message{
            HEADER: proto.Header{
                MID:      proto.RegisterAck,
                Attr:     proto.MakeAttr(1, false, 0, uint16(len(body))),
                Version:  1,
                PhoneNum: string(t.phoneNum),
                SeqNum:   t.seqNum,
            },
            BODY: body,
        }
        return proto.Packer(msgAck)
    case proto.Login:
        var auth AuthBody
        _, err := codec.Unmarshal(msg.BODY, &auth)
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }
        t.authkey = auth.AuthKey
        t.imei = string(auth.Imei)
        t.tboxver = string(auth.Version)

        var body []byte
        body, err = codec.Marshal(&PlatAckBody{
            AckSeqNum: msg.HEADER.SeqNum,
            AckID:     msg.HEADER.MID,
            AckResult: 0,
        })
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        msgAck := proto.Message{
            HEADER: proto.Header{
                MID:      proto.PlatAck,
                Attr:     proto.MakeAttr(1, false, 0, uint16(len(body))),
                Version:  1,
                PhoneNum: string(t.phoneNum),
                SeqNum:   t.seqNum,
            },
            BODY: body,
        }
        return proto.Packer(msgAck)
    case proto.Heartbeat:
        var err error
        var body []byte
        body, err = codec.Marshal(&PlatAckBody{
            AckSeqNum: msg.HEADER.SeqNum,
            AckID:     msg.HEADER.MID,
            AckResult: 0,
        })
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        msgAck := proto.Message{
            HEADER: proto.Header{
                MID:      proto.PlatAck,
                Attr:     proto.MakeAttr(1, false, 0, uint16(len(body))),
                Version:  1,
                PhoneNum: string(t.phoneNum),
                SeqNum:   t.seqNum,
            },
            BODY: body,
        }
        return proto.Packer(msgAck)
    case proto.Gpsinfo:
        var gpsInfo GPSInfoBody
        _, err := codec.Unmarshal(msg.BODY, &gpsInfo)
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        gpsdata := new(GPSData)
        gpsdata.Imei = t.imei
        gpsdata.Stamp = time.Now()
        gpsdata.WarnFlag = gpsInfo.WarnFlag
        gpsdata.State = gpsInfo.State
        gpsdata.Latitude = gpsInfo.Lat
        gpsdata.Longitude = gpsInfo.Lng

        gpsdata.Altitude = gpsInfo.Alt
        gpsdata.Speed = gpsInfo.Speed
        gpsdata.Direction = gpsInfo.Dir

        if (gpsdata.State & 0x00000001) > 0 {
            gpsdata.AccState = 1
        } else {
            gpsdata.AccState = 0
        }

        if (gpsdata.State & 0x00000002) > 0 {
            gpsdata.GpsState = 1
        } else {
            gpsdata.GpsState = 0
        }

        _, err = t.Engine.Insert(gpsdata)
        if err != nil {
            fmt.Println("insert gps err:", err)
        }

        var body []byte
        body, err = codec.Marshal(&PlatAckBody{
            AckSeqNum: msg.HEADER.SeqNum,
            AckID:     msg.HEADER.MID,
            AckResult: 0,
        })
        if err != nil {
            fmt.Println("err:", err)
        }

        msgAck := proto.Message{
            HEADER: proto.Header{
                MID:      proto.PlatAck,
                Attr:     proto.MakeAttr(1, false, 0, uint16(len(body))),
                Version:  1,
                PhoneNum: string(t.phoneNum),
                SeqNum:   t.seqNum,
            },
            BODY: body,
        }
        return proto.Packer(msgAck)
    }

    return nil
}

qiuzhiqian
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