简单设计并开发一个移动通信程序

网络越来越好，手机之间的互动已经是常态，王者荣耀、微信实时视频等，已经将多屏互动推到各到各种应用场景。
为了让大家能清楚地了解多屏互动，我将结合实例对移动设备实时通信进行研究，并系统性地呈现一些解决方案。
最开始，我尝试给大家展示如何建立一个最简单的点对点通信。
万事开头难，先假定一下需求：
局域网内通信。
写一个你看我画的程序。
纯客户端（一开始，我不打算让服务器参与）。

下面对需求进行进一步的分析。

需求分析

我做了一个简单的原型设计，如下图，其实真正的状态比这个稍复杂，这里提供一下 原型链接

需求原型

从原型上看，我们的流程应该是下图的形式。

流程图

下面我们进行架构设计与开发选型了。

架构设计

基于前文的需求假定进行简单设计网络模型，我将目标的网络分拆成3层：

网络模型

对应的开发架构应该是这样的

开发架构

开发规则

基于实时通信的高效性，我将底层库的开发语言选择了C++，协议格式选择为二进制，网络层协议选择UDP（后面会有切换TCP的选择）。
通信协议端口我选择12000.

字段 注解 底层库开发语言 C++ 协议格式 二进制 网络层协议 UDP 通信端口 12000

下面我将开始搭建底层库（写到这里还是一行代码都没写，不过现在是国庆节，既然有时间那就开始搞吧)。

底层库搭建

创建工程

工程目录如下

我设计的busi头文件，给上层调用的。（详细的见 github)

#ifndef hello_busi_hpp#define hello_busi_hpp#include <stdio.h>namespace hello{    class BusiInterface{    public:        virtual int onInit(int myIp, int myPort);        virtual int onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize);        virtual int onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize);        virtual int onCancel(int srcIndex);        virtual int onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size);    };    class Busi{    public:        Busi();        virtual ~Busi();        virtual int init(BusiInterface* itf);        virtual int link(const char* myName, int nameSize, int dstIp, int dstPort);        virtual int confirm(const char* myName, int nameSize, int index);        virtual int cancel(int index);        virtual int sendMsg(int index, const char* msg, int size);    private:        Busi*                   m_busi;    };}#endif /* hello_busi_h */

花了半天的时间写完了底层库，先来测试一下底层库的连通性，我写了一个程试程序，只列下核心文件， 详细请看github上。

void Test::testBusi(){    m_busi = new Busi();    m_busi->init(this);    char  ip[128];    printf("pleast input your name\n");    fgets(m_name, 127, stdin);    printf("please input your select\n");    printf("1 for link\n");    printf("2 for auto link\n");    int v;    scanf("%d", &v);    if(v == 1){        printf("please input the dst ip you want link\n");        scanf("%s", ip);        int dstIp = inet_addr(ip);        m_busi->link(m_name, strlen(m_name)+1, dstIp, HELLO_COMM_SERVER_LISTEN_PORT);    }    else{        printf("now you can want link from others\n");    }}void Test::sendMsg(const char *buffer, int size){    m_busi->sendMsg(m_dstIndex, buffer, size);}int Test::onInit(int myIp, int myPort){    struct in_addr addr;    addr.s_addr = myIp;    printf("on init, my ip:%s, my port:%d\n", inet_ntoa(addr), myPort);    return HELLO_STATUS_OK;}int Test::onLink(int srcIndex, int srcIp, int srcPort, const char* srcName, int nameSize){    struct in_addr addr;    addr.s_addr = srcIp;    printf("on link from ip:%s, port:%d, name:%s\n", inet_ntoa(addr),  srcPort, srcName);    m_busi->confirm(m_name, strlen(m_name), srcIndex);    printf("now you can send msg to destination\n");    g_linked = 1;    m_dstIndex = srcIndex;    return HELLO_STATUS_OK;}int Test::onConfirm(int srcIndex, const char* srcName, int nameSize){    printf("on confirm from index:%d, name:%s\n", srcIndex, srcName);    m_dstIndex = srcIndex;    printf("now you can send msg to destination\n");    g_linked = 1;    return HELLO_STATUS_OK;}int Test::onCancel(int srcIndex){    printf("on cancel from index:%d\n",  srcIndex);    return HELLO_STATUS_OK;}int Test::onMsg(int srcIndex, const char* msg, int size){    printf("on msg from index:%d, msg: size:%d\n", srcIndex, size);    printf("msg:%s", msg);    return HELLO_STATUS_OK;}

因为我有一台mac, 一个ubuntu,所有测试时候，2边都要编译，mac是用xcode比较简单，ubuntu上编写makefile

framework:

BUSI_SRC=$(wildcard busi/*.cpp)NET_SRC=$(wildcard net/*.cpp)PACKAGE_SRC=$(wildcard package/*.cpp)UTIL_SRC=$(wildcard util/*.cpp)SRC=$(BUSI_SRC) $(NET_SRC) $(PACKAGE_SRC) $(UTIL_SRC)OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))CXXFLAGS += -D_WMD -pthread -std=c++11 -g -O0LDFLAGS += -L/lib64 -pthreadLIB=../lib/libwmd.a default: $(LIB)$(LIB): $(OBJS)        rm -rf $@        ar -rs $@ $(OBJS)clean:        -rm -rf $(OBJS).cpp:        $(CXX) -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

test

SRC=$(wildcard *.cpp)OBJS=$(patsubst %.cpp, %.o, $(SRC))CXXFLAGS += -std=c++11 -g -O0LDFLAGS += ../lib/libwmd.a -L/lib64 -pthreadAPP=./hello.outdefault:$(APP)clean:        -rm -rf $(OBJS)        -rm -rf $(APP)$(APP): $(OBJS)        $(CXX) -o $@ $^ $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS).cpp:        $(CXX) -g -o $@ $< $(CXXFLAGS) $(LDFLAGS) $(LIBRARY) $(LIBS)

生成的程序如下：

现在我们来实测一下连通性：
我让mac做主动连接的一方，让linux做被动连接。

然后试着各自问候一下吧

可以看到2者已经通了，咱们的底层库搭建OK!
感兴趣并助喜欢动手同学，可以 下载代码 实测一下。

写一个你看我画的程序吧

为了方便调试，我选择开发一个mac版的你看我画。

创建工程

在xcode上建立一个spritekit工程

在storyboard上加入按钮元素并绑定ViewController中的变量。

代码目录设计

framework为底层库，util为工具目录,adaptor为适配层。

实现绘图功能

创建一个自定义的view用来实现绘画。

在实现上我用最简单的绘图API, 不过为了区分对手与我画的，我用了2种颜色。

设置自定义鼠标响应事件

并在代码里创建1个scene用于加载自定义view.

上下层打通

object c 调用原生C++，我的做法是加一层代理。
我将代码结构设计如下

含义

CoreData 应用层协议结构 CoreAdaptor object c 适配 CoreDelegate 代码接口 Core c++适配

适配架构

在开发的时候，我希望上层在发送消息时，不需要指定IP与端口，而只需要索引就行，因此在framework层
建立一个 地址与索引的对应关系。

所以适配层调用接口只需要指定index就行了

应用层通信实现

结合之前设计的流程图，这个游戏过程的生命周期用viewcontroller 中的代码表示如下：

所以最终连接建立要么在confirm后，要么在onConfirm后。

start函数其实只是负责切换到画图场景

OK，整体代码写完后，我们来演示一下效果。

程序演示

先看下截图

没发现markdown能支持视频，所以只能将视频链接发上来：
http://v.youku.com/v_show/id_XMzA4MTQ0NjkzNg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

我画的有点丑，不过没关系，大家可以上github上拉下来自己画。
https://github.com/70207/draw.git