Protocol——协议数据结构有什么

Protocol 回答的问题是：「收发的字节长什么样？」 它被逼出来的原因是「裸字节没法用，每个调用者都要自己猜」。这一篇讲它有什么。关键结论：Protocol 是数据结构，不是组件——它是「消息长什么样」的一份定义。

一、它解决什么问题

网络收发的是原始字节：

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收到：0x00 0x00 0x00 0x10 0x00 0x00 0x00 0x02 ...

调用者需要知道「这 4 字节是长度、接下来 4 字节是命令、后面是数据」——每个调用者都要自己猜、自己定义。版本一改，所有地方都要跟着改。

Protocol 被逼出来的原因：把「消息长什么样」的定义统一起来，只写一份。

二、它有什么（就是一份 struct 定义）

Protocol 的全部内容，就是一个数据结构：

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struct Message {
    uint32_t length;   // 消息长度
    uint32_t command;  // 命令类型
    uint8_t  payload[];// 消息体
};
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它有什么：只有「定义」，没有「算法」，没有「接口」，没有「生命周期」

这就是为什么 Protocol 不是组件：

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组件 = 数据结构 + 算法 + 接口（有行为，能被调用）
Protocol = 只有数据结构（没有算法，没有接口，不能被调用）

EventLoop 有 run() 能被调用      → 组件
Buffer 有 append() 能被调用      → 组件
Protocol 只是 struct Message     → 不是组件，是定义

三、它的边界：只管「定义」，不做「转换」

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✅ 管：消息长什么样（格式、字段、版本）
❌ 不管：字节 ↔ 消息的转换（那是入口系统解析层的事）
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Protocol（协议定义，网络系统）：
  struct Message { length, command, payload };
  回答「消息长什么样」

Parser（解析层，入口系统）：
  Message parse_request(const uint8_t* bytes, size_t len);
  回答「怎么从字节变出消息」

这是最容易混的一对：

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协议   = 定义（数据结构，属于网络系统）
解析   = 转换（可运行逻辑，属于入口系统）

Protocol 定义「消息有几个字段、各占几字节」；Parser 拿着这份定义，把一堆字节切出来填进结构体。

四、协议格式 vs 协议状态

Protocol 里还有一个容易混的点——「协议格式」和「协议状态」：

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协议格式（Protocol，数据结构）：
  → 消息长什么样，是「死的」
  → struct Message

协议状态（属于 Session，不是 Protocol）：
  → 握手、正常、关闭，是「活的」
  → Session.state = HANDSHAKING / NORMAL / CLOSING
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格式是死的定义（几字段、几字节）
状态是活的流转（这个会话走到哪一步）

所以「协议版本不匹配」「握手失败」这类异常，不属于 Protocol（数据结构），而属于 Session（状态）。

五、它的形态：数据结构，不需要封装

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有状态组件（EventLoop 等）→ 类封装
无状态工具（Buffer）      → 函数导出
数据结构（Protocol）      → 不需要封装，被直接引用

Protocol 就是一份 struct Message 定义，放在 protocol.h 里：

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// protocol.h —— 只有定义，没有函数、没有类
struct Message {
    uint32_t length;
    uint32_t command;
    uint8_t  payload[];
};

谁要用，谁 #include "protocol.h" 直接引用这份定义。它不「运行」，所以不需要封装、不需要生命周期。

六、它的异常：没有

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Protocol 本身没有异常——它是死的定义。

「协议版本不匹配」→ Session 的异常（握手失败）
「消息格式错误」  → 入口系统解析层的异常

一个 struct 定义不会「出错」。会出错的是「拿着这份定义去做转换/校验」的代码——那些代码分别在解析层和 Session 里。

七、它和其他组件的关系

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Protocol ← 被 Session 引用（ProtocolState 字段）
Protocol ← 被 Connection 引用（知道消息长什么样）
Protocol ← 被入口系统解析层引用（按定义做字节↔消息转换）

方向是单向的：所有人引用 Protocol，Protocol 不依赖任何人
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    ┌─────────────── Protocol（struct Message 定义）───────────────┐
    ↓                    ↓                    ↓
Session.state       Connection（收发）      入口系统 Parser（转换）

Protocol 是被所有人引用的「公共定义」，它本身是最底层、最被动的东西。

八、小结

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Protocol 有什么：
  职责：消息长什么样（格式、字段、版本）
  结构：就是 struct Message 定义
  边界：只管「定义」，不管「转换」（解析层的事）
  形态：数据结构，不需要封装
  异常：没有（死的定义不会出错）

关键：
  协议 ≠ 解析（定义 vs 转换）
  协议格式 ≠ 协议状态（死定义 vs 活状态）

一句话：Protocol 是「消息长什么样」的一份数据结构定义，不是组件。