如何在C++中透明地處理不同的協議版本？

我在寫一個使用客戶端/服務器模型的應用程序。現在我正在寫服務器端。許多客戶已經存在（有些是由我自己寫的，有些是由第三方寫的）。問題是這些現有的客戶端都使用不同的協議版本（多年來已經有2-3次協議更改）。

由於我正在重新編寫服務器，我認爲這將是設計我的代碼的好時機，以便我可以透明地處理許多不同的協議版本。在所有協議版本中，來自客戶端的第一個通信包含協議版本，因此對於每個客戶端連接，服務器確切知道需要談論哪個協議。

的天真的方法做，這是垃圾，像這樣的語句代碼：

if (clientProtocolVersion == 1) 
    // do something here 
else if (clientProtocolVersion == 2) 
    // do something else here 
else if (clientProtocolVersion == 3) 
    // do a third thing here...

該解決方案是相當差，有以下原因：

當我添加新的協議版本，我必須在源碼樹中的任何地方找到這些if語句，並修改它們以添加新功能。
如果出現一個新的協議版本，並且協議版本的某些部分與另一個版本相同，我需要修改if語句，以便他們讀取if (clientProtoVersion == 5 || clientProtoVersion == 6)。
我相信有更多的原因是它的設計不好，但現在我想不起來。

我在尋找的是一種使用C++語言的特性智能處理不同協議的方法。我想過用模板類，可能與模板參數指定的協議版本，或者一個類層次結構，對於每一個不同的協議版本一類...

我敢肯定，這是一個很常見的設計模式，很多很多人以前一定有過這個問題。

編輯：

你們中許多人認爲繼承層次結構，在頂部的最古老的協議版本，像這樣的（請原諒我的ASCII藝術）：

IProtocol 
    ^
    | 
CProtoVersion1 
    ^
    | 
CProtoVersion2 
    ^
    | 
CProtoVersion3

...就resuse而言，這似乎是一個明智的做法。但是，當您需要擴展協議並添加基本上新的消息類型時會發生什麼？如果我在IProtocol中添加虛擬方法，並在CProtocolVersion4中實現這些新方法，那麼在早期協議版本中如何處理這些新方法？我想我的選擇是：

使默認實現NO_OP（或可能在某處記錄消息）。
拋出一個異常，雖然這似乎是一個壞主意，即使我輸入它。
...做別的事嗎？

EDIT2：

而且上述問題，會發生什麼，當一個新的協議消息需要比舊版本更多的投入？例如：

在通訊協定第1版，我可能有：

ByteArray getFooMessage(string param1, int param2)

而且在協議版本2我可能想：

ByteArray getFooMessage(string param1, int param2, float param3)

兩個不同的協議版本現在有不同的方法簽名，這很好，除了它迫使我通過所有調用代碼並將所有調用改爲2個參數爲3個參數，具體取決於正在使用的協議版本，我這是我試圖避免的第一個地方！

從其他代碼中分離協議版本信息的最佳方式是什麼，以便當前協議的細節對您是隱藏的？

來源

2009-09-29 Thomi

由於您需要動態選擇要使用的協議，因此使用不同的類（而不是模板參數）來選擇協議版本似乎是正確的方法。本質上這是戰略模式，但如果你想真正詳細說明，訪問者也是可能的。

因爲這些都是同一協議的不同版本，所以你可能在基類中有共同的東西，然後是子類中的差異。另一種方法可能是讓基類用於最早版本的協議，然後讓每個後續版本都有一個從前一版本繼承而來的類。這是一個有點不尋常的繼承樹，但它的好處在於它可以保證爲更高版本所做的更改不會影響舊版本。（我假設老版本協議的類會很快穩定下來，然後很少發生變化

但是，如果您決定組織層次結構，那麼您希望儘快選擇協議版本對象知道協議版本，然後把它傳遞給你需要「談論」協議的各種事情。

來源

2009-09-29 16:21:26

實際上，策略模式是最有可能的方法，您可能希望與Factory合併，該工廠將負責爲您使用的版本提供正確的「策略」。 – 2009-09-29 16:23:33

我傾向於使用不同的類來實現不同協議的適配器到相同的接口。

根據協議和差異，使用TMP獲取狀態機或協議詳細信息的一些好處，但生成六組任何使用六個協議版本的代碼可能是不值得的;運行時多態性已足夠，並且對於大多數情況下，TCP IO可能足夠慢而不想硬編碼所有內容。

來源

2009-09-29 16:20:53

可能過於簡化了，但這聽起來像是一個繼承工作嗎？一個基類IProtocol，它定義協議的作用（可能還有一些常用的方法），然後針對每個協議使用IProtocol的一個實現？

來源

2009-09-29 16:22:14 stijn

你需要一個協議，工廠，返回一個協議處理程序appropraite版本：

ProtocolHandler& handler = ProtocolFactory::getProtocolHandler(clientProtocolVersion);

然後，您可以使用繼承來只更新已更改版本之間的協議的部分。

請注意，ProtocolHandler（基類）基本上是一個有瑕疵的模式。因此，它不應該保持自己的狀態（如果需要通過方法傳入並且策略會更新狀態對象的屬性）。

因爲stratergy不保持狀態，我們可以在任意數量的線程之間共享ProtcolHandler，因此所有權不需要離開工廠對象。因此，工廠只需要爲其理解的每個協議版本創建一個處理程序對象（這甚至可以懶散地完成）。由於工廠對象保留所有權，您可以返回協議處理程序的參考。

來源

2009-09-29 17:08:54

我已經使用（並聽說過其他人使用）模板來解決這個問題。這個想法是，你將不同的協議分解成基本的原子操作，然後使用諸如boost::fusion::vector之類的東西來構建各個塊之外的協議。

下面是一個極其粗糙（手件漏掉的），例如：

// These are the kind of atomic operations that we can do: 
struct read_string { /* ... */ }; 
struct write_string { /* ... */ }; 
struct read_int { /* ... */ }; 
struct write_int { /* ... */ }; 

// These are the different protocol versions 
typedef vector<read_string, write_int> Protocol1; 
typedef vector<read_int, read_string, write_int> Protocol2; 
typedef vector<read_int, write_int, read_string, write_int> Protocol3; 

// This type *does* the work for a given atomic operation 
struct DoAtomicOp { 
    void operator()(read_string & rs) const { ... } 
    void operator()(write_string & ws) const { ... } 
    void operator()(read_int & ri) const { ... } 
    void operator()(write_int & wi) const { ... } 
}; 

template <typename Protocol> void doProtWork (...) { 
    Protocl prot; 
    for_each (prot, DoAtomicOp (...)); 
}

因爲通訊協定版本是動態的，你需要一個頂級switch語句來確定哪些通訊協定使用。

void doWork (int protocol ...) { 
    switch (protocol) { 
    case PROTOCOL_1: 
    doProtWork<Protocol1> (...); 
    break; 
    case PROTOCOL_2: 
    doProtWork<Protocol2> (...); 
    break; 
    case PROTOCOL_3: 
    doProtWork<Protocol3> (...); 
    break; 
    }; 
}

要添加一個新的協議（即利用現有的類型），你只需要做定義通訊協定順序：

typedef vector<read_int, write_int, write_int, write_int> Protocol4;

，然後添加一個新條目switch語句。

來源

2009-09-29 17:17:01

這是一個非常有趣的方法，謝謝！ – Thomi 2009-09-30 07:20:57

我會同意Pete Kirkham的看法，我認爲維持可能的6個不同版本的類以支持不同的協議版本是相當不愉快的。如果你可以做到這一點，似乎最好讓舊版本實現適配器轉換到最新的協議，所以你只有一個工作協議來維護。你仍然可以使用如上所示的繼承層次結構，但較舊的協議實現只是做一個適配，然後調用最新的協議。

來源

2009-09-30 08:35:51

如何在C++中透明地處理不同的協議版本？

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