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Início / coding / Perguntas / 79562201
Accepted
Andrei
Andrei
Asked: 2025-04-08 21:38:51 +0800 CST2025-04-08 21:38:51 +0800 CST 2025-04-08 21:38:51 +0800 CST

O cliente UDP usando Boost nem sempre recebe pacotes, embora eu possa vê-los no Wireshark

  • 772

Agradeço a todos que dedicaram seu tempo para me ajudar com isso. Estou escrevendo um pequeno programa para operar uma aeronave multirrotor via mensagens mavlink. O drone, com seu piloto automático, transmite dados de telemetria via UDP e eu, como cliente, preciso ouvir suas mensagens e enviar algumas minhas. O problema é que, em cerca de metade das vezes, meu programa parece não receber nenhum pacote do drone. Tenho certeza de que o problema está no meu código, pois consigo ver todas as mensagens enviadas pelo piloto automático via UDP usando o Wireshark. Outros softwares funcionam sem problemas com o mesmo piloto automático no mesmo computador. O problema está em algum lugar do meu aplicativo.

Tenho uma classe BaseUDP que gerencia toda a comunicação UDP.

class UDPBase
{
public:
    using IoContext = boost::asio::io_service; // backwards compatibility forces me to use an older boost
    using UDP = boost::asio::ip::udp;
    using Socket = UDP::socket;
    using Endpoint = UDP::endpoint;
    using Address = boost::asio::ip::address;
    using ErrorCode = boost::system::error_code;

public:
    UDPBase(IoContext &ioContext);
    UDPBase(IoContext &ioContext, unsigned short int listenPort);
    virtual ~UDPBase();

    virtual void startListening();

    void startIoContext();
    void stopIoContext();

protected:
    void init();
    virtual void close();
    void doListen();
    virtual void onDataReceived(const ErrorCode &ec, unsigned char *buffer, size_t bufferSize);

private:

    IoContext &ioContext;
    Socket socket;
    Endpoint listeningEndpoint;
    Endpoint destinationEndpoint;
};

listeningEndpointestá configurado com a porta em que eu escuto. Editei alguns setters e getters para reduzir o tamanho do código.

UDPBase::UDPBase(IoContext &ioContext) : ioContext(ioContext), socket(ioContext)
{
    init();
}

UDPBase::UDPBase(IoContext &ioContext, unsigned short int listenPort) : ioContext(ioContext), socket(ioContext)
{
// set listenEndpoint based on the port
   init();
}

UDPBase::~UDPBase()
{
    // close();
}

void UDPBase::startListening(unsigned short int listenPort)
{
    init();
    doListen();
}

void UDPBase::close()
{
    socket.close();
}

void UDPBase::startIoContext()
{
    ioContext.run();
}

void UDPBase::stopIoContext()
{
    ioContext.post([this]()
    {
        if (socket.is_open())
        {
            socket.close();
        } 
    });

    ioContext.stop();
}

void UDPBase::doListen()
{
    socket.async_receive_from(
        boost::asio::buffer(receiveBuffer, maxBufferSize), listeningEndpoint,
        [this](ErrorCode ec, std::size_t bytesRecvd)
        {
            // std::cout << "Received from IP: " << listeningEndpoint.address().to_string() << " and Port: " << listeningEndpoint.port() << std::endl;
            handleListen(ec);
            onDataReceived(ec, receiveBuffer.data(), bytesRecvd);
            doListen();
        });
}

void UDPBase::onDataReceived(const ErrorCode &ec, unsigned char *buffer, size_t bufferSize)
{
    if (ec)
    {
        std::cout << "! Receive error: " << ec.message() << std::endl;
        return;
    }

    if (bufferSize)
    {
        // decode buffer
    }
    else
    {
        std::cout << "# No data received" << std::endl;
    }
}

void UDPBase::init()
{
    close();
    socket.open(UDP::v4());
    boost::asio::socket_base::reuse_address option(true);
    socket.set_option(option);
    boost::system::error_code ec;
    socket.bind(listeningEndpoint, ec);
    if (ec)
    {
        std::cerr << "Failed to bind socket: " << ec.message() << std::endl;
        throw std::runtime_error("Socket bind failed");
    }
}

Eu herdei UDPBase em outra classe que lida com a decodificação de mensagens e inicia um thread executando o ioContext.

void MavlinkWrapper::start()
{
    mAppThread = std::thread([this]()
                             { startIoContext(); });
}

void MavlinkWrapper::stop()
{
    stopIoContext();
    if (mAppThread.joinable()) 
    {
        mAppThread.join();
    }
}

main.cpp

#include "MavlinkWrapper/MavlinkWrapper.hpp"

int main()
{
    boost::asio::io_service ioContext;
    MavlinkWrapper mavlinkWrapper(ioContext, 14550); // listen port is forwarded to UDPBase to bind the socket to it

    mavlinkWrapper.start();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(20)); // wait for the messages that the autopilot broadcasts and print some data
    mavlinkWrapper.stop();

    return 0;
}

Suspeito que possa haver uma falha na maneira como fecho o socket ou entro na thread no final. Ou talvez eu não esteja interrompendo o ioContext corretamente e o socket esteja em um estado estranho. Estou usando o Windows 10.

c++
  • 1 1 respostas
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1 respostas

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    sehe
    2025-04-08T23:08:26+08:002025-04-08T23:08:26+08:00

    Tornando seu código autocontido: https://coliru.stacked-crooked.com/a/d57170579882d1cf

    1. SeustartIoContext

      void UDPBase::startIoContext() { ioContext.run(); }
      

      pode chamar run()antes de qualquer trabalho ser publicado. Isso faz com que o tópico seja encerrado imediatamente. Então, vamos adicionar startListeningANTES do início do tópico:

      void start() {
           startListening(listenPort);
           mAppThread = std::jthread([this]() { startIoContext(); });
      }
      

      Embaralhar as coisas porque listenPortnão está disponível lá.

      Agora, é claro, init()o construtor se torna totalmente redundante e até potencialmente conflitante (a menos que as portas fornecidas sejam as mesmas)

    2. seus async_receive_frompasses listeningEndpoint, que substituem isso...

    Mudar mais coisas faz com que funcione para mim:

    Ao vivo no Coliru

    Mas eu provavelmente simplificaria bastante, por exemplo, percebendo io_serviceque é thread-safe.

    Ao vivo no Coliru

    #include <boost/asio.hpp>
    #include <iostream>
    #include <thread>
    using UDP       = boost::asio::ip::udp;
    using Endpoint  = UDP::endpoint;
    using ErrorCode = boost::system::error_code;
    
    struct MavlinkWrapper {
        MavlinkWrapper(uint16_t listenPort);
    
        using Handler = std::function<void(ErrorCode const&, unsigned char*, size_t, Endpoint)>;
        Handler onDataReceived{};
    
        void stop() { ioc_.stop(); }
      private:
        void receiveLoop();
    
        boost::asio::io_service ioc_; // backwards compatibility forces me to use an older boost
        UDP::socket             socket_{ioc_, UDP::v4()};
        Endpoint                listenEp_, remote_, destEp_;
        std::jthread            thread_;
    
        std::array<unsigned char, 1024> receiveBuffer;
    };
    
    MavlinkWrapper::MavlinkWrapper(uint16_t listenPort) : listenEp_{{}, listenPort} {
        socket_.set_option(UDP::socket::reuse_address(true));
    
        socket_.bind(listenEp_); // throws system_error if bind fails
        receiveLoop();
    
        thread_ = std::jthread([this]() { ioc_.run(); });
    }
    
    void MavlinkWrapper::receiveLoop() {
        socket_.async_receive_from(boost::asio::buffer(receiveBuffer), remote_,
                                   [this](ErrorCode ec, std::size_t bytesRecvd) {
                                       if (onDataReceived)
                                           onDataReceived(ec, receiveBuffer.data(), bytesRecvd, remote_);
                                       receiveLoop();
                                   });
    }
    
    #include <print>
    using namespace std::chrono_literals;
    
    int main() try {
        MavlinkWrapper w{14550};
        w.onDataReceived = [](ErrorCode const& ec, unsigned char* buffer, size_t bufferSize, Endpoint ep) {
            if (ec) {
                std::cout << "onDataReceived ! error: " << ec.message() << std::endl;
                return;
            }
    
            if (bufferSize) {
                auto msg = std::string(reinterpret_cast<char const*>(buffer), bufferSize);
                while (msg.ends_with("\n"))
                    msg.pop_back();
    
                std::println("onDataReceived {} bytes from {}:{} {}", //
                             bufferSize,                              //
                             ep.address().to_string(),                //
                             ep.port(),                               //
                             msg);
            } else {
                std::cout << "# No data received" << std::endl;
            }
        };
    
        // wait for the messages that the autopilot broadcasts and print some data
        std::this_thread::sleep_for(20s);
        w.stop();
    } catch (std::exception const& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
        return 1;
    }
    

    Apenas metade do código e muito menos complicações.

    • 1

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