使用开源库 GObject 和 libsoup 提升 C 语言编程能力

Joël Krähemann 2023-03-28 原文

GLib 对象系统Object System（GObject）是一个为 C 语言提供灵活且可扩展的面向对象框架的库。在这篇文章中，我将使用该库的 2.4 版本进行演示。

GObject 库继承了 ANSI C 标准，拥有一些常见的数据类型，例如：

gchar：字符型
guchar：无符号字符型
gunichar：32 位定宽 Unicode 字符型
gboolean：布尔型
gint8、gint16、gint32、gint64：有符号 8、16、32 和 64 位整数
guint8、guint16、guint32、guint64：无符号 8、16、32 和 64 位整数
gfloat：IEEE 754 标准单精度浮点数
gdouble：IEEE 754 标准双精度浮点数
gpointer：泛指针

函数指针

GObject 库还引入了类和接口的类型和对象体系。之所以可以，是因为 ANSI C 语言可以理解函数指针。

你可以这样做来声明函数指针：

void (*my_callback)(gpointer data);

首先，你需要给变量 my_callback 赋值：

void my_callback_func(gpointer data)

{

  //do something

}


my_callback = my_callback_func;

函数指针 my_callback 可以这样来调用：

gpointer data;

data = g_malloc(512 * sizeof(gint16));

my_callback(data);

对象类

GObject 基类由 2 个结构（GObject 和 GObjectClass）组成，你可以继承它们以实现你自己的对象。

你需要在结构体中先嵌入 GObject 和 GObjectClass：

struct _MyObject

{

  GObject gobject;

  //your fields

};


struct _MyObjectClass

{

  GObjectClass gobject;

  //your class methods

};


GType my_object_get_type(void);

对象的实现包含了公有成员。GObject 也提供了私有成员的方法。这实际上是 C 源文件中的一个结构，而不是在头文件。该类通常只包含函数指针。

一个接口不能派生自另一个接口，比如：

struct _MyInterface

{

  GInterface ginterface;

  //your interface methods

};

通过调用 g_object_get() 和 g_object_set() 函数来访问属性。若要获取属性，你必须提供特定类型的返回位置。建议先初始化返回位置：

gchar *str


str = NULL;


g_object_get(gobject,

  "my-name", &str,

  NULL);

或者你想要设置属性：

g_object_set(gobject,

  "my-name", "Anderson",

  NULL);

libsoup HTTP 库

libsoup 项目为 GNOME 提供了 HTTP 客服端和服务端使用的库。它使用 GObjects 和 glib 主循环与集成到 GNOME 应用，并且还具有用于命令行的同步 API。

首先，创建一个特定身份验证回调的 libsoup 会话。你也可以使用 cookie。

SoupSession *soup_session;

SoupCookieJar *jar;


soup_session = soup_session_new_with_options(SOUP_SESSION_ADD_FEATURE_BY_TYPE, SOUP_TYPE_AUTH_BASIC,

  SOUP_SESSION_ADD_FEATURE_BY_TYPE, SOUP_TYPE_AUTH_DIGEST,

  NULL);


jar = soup_cookie_jar_text_new("cookies.txt",

  FALSE);     


soup_session_add_feature(soup_session, jar);

g_signal_connect(soup_session, "authenticate",

  G_CALLBACK(my_authenticate_callback), NULL);

然后你可以像这样创建一个 HTTP GET 请求：

SoupMessage *msg;

SoupMessageHeaders *response_headers;

SoupMessageBody *response_body;

guint status;

GError *error;


msg = soup_form_request_new("GET",

  "http://127.0.0.1:8080/my-xmlrpc",

  NULL);


status = soup_session_send_message(soup_session,

  msg);


response_headers = NULL;

response_body = NULL;


g_object_get(msg,

  "response-headers", &response_headers,

  "response-body", &response_body,

  NULL);


g_message("status %d", status);

cookie = NULL;

soup_message_headers_iter_init(&iter,

response_headers);


while(soup_message_headers_iter_next(&iter, &name, &value)){    

  g_message("%s: %s", name, value);

}


g_message("%s", response_body->data);

if(status == 200){

  cookie = soup_cookies_from_response(msg);

  while(cookie != NULL){

    char *cookie_name;

    cookie_name = soup_cookie_get_name(cookie->data);

    //parse cookies

    cookie = cookie->next;

  }

}

当网络服务器进行身份认证时，会调用身份认证回调函数。

这是一个函数签名：

#define MY_AUTHENTICATE_LOGIN "my-username"

#define MY_AUTHENTICATE_PASSWORD "my-password"


void my_authenticate_callback(SoupSession *session,

  SoupMessage *msg,

  SoupAuth *auth,

  gboolean retrying,

  gpointer user_data)

{

  g_message("authenticate: ****");

  soup_auth_authenticate(auth,

                         MY_AUTHENTICATE_LOGIN,

                         MY_AUTHENTICATE_PASSWORD);

}

一个 libsoup 服务器

想要基础的 HTTP 身份认证能够运行，你需要指定回调函数和服务器上下文路径。然后再添加一个带有另一个回调的处理程序。

下面这个例子展示了在 8080 端口监听任何 IPv4 地址的消息：

SoupServer *soup_server;

SoupAuthDomain *auth_domain;

GSocket *ip4_socket;

GSocketAddress *ip4_address;

MyObject *my_object;

GError *error;


soup_server = soup_server_new(NULL);

auth_domain = soup_auth_domain_basic_new(SOUP_AUTH_DOMAIN_REALM, "my-realm",

  SOUP_AUTH_DOMAIN_BASIC_AUTH_CALLBACK, my_xmlrpc_server_auth_callback,

  SOUP_AUTH_DOMAIN_BASIC_AUTH_DATA, my_object,

  SOUP_AUTH_DOMAIN_ADD_PATH, "my-xmlrpc",

  NULL);


soup_server_add_auth_domain(soup_server, auth_domain);

soup_server_add_handler(soup_server,

  "my-xmlrpc",

  my_xmlrpc_server_callback,

  my_object,

  NULL);


ip4_socket = g_socket_new(G_SOCKET_FAMILY_IPV4,

  G_SOCKET_TYPE_STREAM,

  G_SOCKET_PROTOCOL_TCP,

  &error);


ip4_address = g_inet_socket_address_new(g_inet_address_new_any(G_SOCKET_FAMILY_IPV4),

  8080);

error = NULL;

g_socket_bind(ip4_socket,

  ip4_address,

  TRUE,

  &error);

error = NULL;

g_socket_listen(ip4_socket, &error);


error = NULL;

soup_server_listen_socket(soup_server,

  ip4_socket, 0, &error);

示例代码中，有两个回调函数。一个处理身份认证，另一个处理对它的请求。

假设你想要网页服务器允许用户名为 my-username 和口令为 my-password 的凭证登录，并且用一个随机且唯一的用户 ID 字符串设置会话 cookie。

gboolean my_xmlrpc_server_auth_callback(SoupAuthDomain *domain,

  SoupMessage *msg,

  const char *username,

  const char *password,

  MyObject *my_object)

{

  if(username == NULL || password == NULL){

    return(FALSE);

  }


  if(!strcmp(username, "my-username") &&

     !strcmp(password, "my-password")){

    SoupCookie *session_cookie;

    GSList *cookie;

    gchar *security_token;

    cookie = NULL;


    security_token = g_uuid_string_random();

    session_cookie = soup_cookie_new("my-srv-security-token",

      security_token,

      "localhost",

      "my-xmlrpc",

      -1);


     cookie = g_slist_prepend(cookie,

       session_cookie);  

     soup_cookies_to_request(cookie,

       msg);

    return(TRUE);

  }

  return(FALSE);

}

对上下文路径 my-xmlrpc 进行处理的函数：

void my_xmlrpc_server_callback(SoupServer *soup_server,

  SoupMessage *msg,

  const char *path,

  GHashTable *query,

  SoupClientContext *client,

  MyObject *my_object)

{

  GSList *cookie;

  cookie = soup_cookies_from_request(msg);

  //check cookies

}

更加强大的 C 语言

希望我的示例展现了 GObject 和 libsoup 项目给 C 语言带来了真正的提升。像这样在字面意义上扩展 C 语言，可以使 C 语言更易于使用。它们已经为你做了许多工作，这样你可以专注于用 C 语言开发简单、直接的应用程序了。

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