SslConnection::SslConnection()详解

一、🔍 SslConnection::SslConnection() 详解

这个构造函数的主要作用是：

  1. 创建 SSL 对象
  2. 创建 BIO（I/O 缓冲区）
  3. 初始化 SSL 服务器模式
  4. 绑定回调函数（onRead() 处理接收数据）

📌 1. 初始化 SSL 相关对象

SslConnection::SslConnection(const TcpConnectionPtr& conn, SslContext* ctx): ssl_(nullptr)  // SSL对象（加密/解密）, ctx_(ctx)  // SSL 上下文, conn_(conn)  // Muduo 连接对象（底层网络传输）, state_(SSLState::HANDSHAKE)  // 初始状态：TLS 握手, readBio_(nullptr)  // 读 BIO（接收加密数据）, writeBio_(nullptr)  // 写 BIO（存储加密数据）, messageCallback_(nullptr)  // 业务逻辑的回调（不一定用得上）

💡 这里主要是初始化了一些成员变量，确保构造对象时数据是干净的。

📌 2. 创建 SSL 上下文

ssl_ = SSL_new(ctx_->getNativeHandle());
if (!ssl_) {LOG_ERROR << "Failed to create SSL object: " << ERR_error_string(ERR_get_error(), nullptr);return;
}

📍 作用

  • 通过 SSL_new(ctx_->getNativeHandle()) 创建 SSL 对象，用于加解密。
  • 如果失败，打印日志并返回。

🔹 ctx_->getNativeHandle() 是什么？

  • 这里的 ctx_ 是 SslContext*，表示 SSL 的全局上下文。
  • ctx_->getNativeHandle() 返回的是 OpenSSL 的 SSL_CTX*，它管理 证书、加密方式、TLS 版本等。
  • SSL_new() 基于 SSL_CTX* 创建一个 新的 SSL 会话对象，用于该 TCP 连接的数据加解密。

📌 3. 创建 BIO（I/O 缓冲区）

readBio_ = BIO_new(BIO_s_mem());
writeBio_ = BIO_new(BIO_s_mem());if (!readBio_ || !writeBio_) {LOG_ERROR << "Failed to create BIO objects";SSL_free(ssl_);ssl_ = nullptr;return;
}

📍 作用

  • readBio_ = BIO_new(BIO_s_mem())：创建 读 BIO，用于存放接收的加密数据（网络数据）。
  • writeBio_ = BIO_new(BIO_s_mem())：创建 写 BIO，用于存放加密后的待发送数据。
  • 这里使用 BIO_s_mem()，表示创建的是 内存 BIO（不会自动关联 socket，手动读写）。
  • 如果创建 BIO 失败，则释放 SSL 资源，防止内存泄露。

📌 4. 绑定 SSL 和 BIO

SSL_set_bio(ssl_, readBio_, writeBio_);

📍 作用

  • 让 OpenSSL 通过 BIO 读写数据，而不是直接操作 socket。
  • readBio_ 存放接收到的加密数据（模拟 OpenSSL 的 SSL_read()）。
  • writeBio_ 存放加密后的待发送数据（模拟 SSL_write()）。
  • SSL_set_bio() 绑定 BIO 后，SSL_read() 会自动从 readBio_ 读取数据，SSL_write() 会把加密数据存入 writeBio_。

💡 这样就实现了 OpenSSL 和 Muduo 的解耦：

  • Muduo 只管传输数据（读写 readBio_ 和 writeBio_）。
  • SSL 只管加密/解密（不直接接触网络）。

📌 5. 设置服务器模式

SSL_set_accept_state(ssl_);  // 设置为服务器模式

📍 作用

  • 服务器模式：在 TLS 握手时，服务器等待客户端发起 Client Hello。
  • 服务器通过 SSL_accept() 进行 TLS 握手，成功后才能进行加密通信。

📌 6. 设置 SSL 选项

SSL_set_mode(ssl_, SSL_MODE_ACCEPT_MOVING_WRITE_BUFFER);
SSL_set_mode(ssl_, SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE);

📍 作用

🔹 SSL_MODE_ACCEPT_MOVING_WRITE_BUFFER

  • 允许 SSL_write() 使用动态内存，不要求数据缓冲区保持固定位置（适用于异步网络）。

🔹 SSL_MODE_ENABLE_PARTIAL_WRITE

  • 允许 SSL_write() 部分写入，在数据较长时，不会阻塞，而是先写入部分数据，后续继续发送。

📌 7. 绑定数据接收回调

conn_->setMessageCallback(std::bind(&SslConnection::onRead, this, std::placeholders::_1,std::placeholders::_2, std::placeholders::_3));

📍 作用

  • conn_ 是 Muduo 的 TCP 连接，它接收加密数据后，会调用 onRead() 处理。
  • onRead() 主要作用：
    1. 先把 加密数据 写入 readBio_。
    2. 调用 SSL_read() 解密数据。
    3. 解密后的数据交给业务逻辑处理。

🎯 8. 总结

🚀 整个 SslConnection 的构造逻辑可以总结如下：

  1. 创建 SSL 对象（用于加密/解密）。
  2. 创建 BIO（readBio_ 存接收数据，writeBio_ 存待发送数据）。
  3. 绑定 BIO（让 SSL_read() / SSL_write() 读写 BIO）。
  4. 设置 SSL 服务器模式（SSL_set_accept_state()）。
  5. 设置 SSL 选项（允许 SSL_write() 使用动态内存、支持部分写入）。
  6. 绑定 onRead() 回调，处理 Muduo 网络层的数据。

💡 9. 你的代码和 Muduo/SSL 之间的关系

  • Muduo 负责底层的 TCP 连接和数据收发。
  • SSL 负责 TLS/SSL 加解密，但不直接读写 socket，而是通过 BIO 缓冲区进行数据交互。
  • Muduo 只管传输，SSL 只管加解密，BIO 作为中间桥梁。

🚀 这套架构解耦了网络层和加密层，这样可以：

  1. 更灵活：BIO 让 SSL 适配不同的 I/O（可以换成文件、内存等）。
  2. 更高效：Muduo 依旧是 非阻塞 IO，BIO 负责数据缓存，不阻塞线程。
  3. 更安全：SSL 加密的数据 Muduo 无法直接解读，避免安全漏洞。

🛠 10. 你可以改进的地方

✅ 异常处理更全面

  • 目前如果 SSL_new() 失败，只是打印日志并 return，可以抛出异常或者返回错误码，更容易排查问题。

✅ 考虑 BIO_set_mem_eof_return()

  • BIO_s_mem() 可能会在 BIO_read() 读取完数据后返回 0，导致 SSL_read() 误以为连接断开。可以用：
    BIO_set_mem_eof_return(readBio_, -1);
BIO_set_mem_eof_return(writeBio_, -1);
    这样 SSL_read() 还能继续读取新数据。

这部分代码设计得 很合理，核心逻辑非常清晰，已经符合 高性能、可扩展、解耦的要求！🚀

二、为什么使用BIO_s_mem()

OpenSSL 里 BIO（Basic I/O） 有多种类型，而 BIO_s_mem() 只是其中之一。
你可以理解 BIO 就是 OpenSSL 里数据的输入/输出缓冲区，不同类型的 BIO 代表不同的 I/O 方式。

📌 1. OpenSSL 里的 BIO 类型

OpenSSL 提供了 三种主要 BIO，分别是：

BIO 类型描述适用于
BIO_s_socket()直接操作 socket 读写阻塞式网络编程
BIO_s_mem()纯内存缓冲区，需要手动传输数据非阻塞网络、框架
BIO_s_ssl()直接包裹 SSL*，自动处理内部封装更简单

🚀 你这里用了 BIO_s_mem()，它的特点是：

✅ 不会自动关联 socket（灵活，可适配任何网络框架）
✅ 手动读写数据（Muduo 负责收发，BIO 只是缓存）
✅ 适用于事件驱动框架（如 Muduo）

📌 2. BIO_s_mem() 为什么适合 Muduo？

Muduo 是 非阻塞 + 事件驱动 的框架，而 OpenSSL 默认的 SSL_read() / SSL_write() 设计成了 阻塞式，所以直接用 OpenSSL 的 BIO_s_socket() 会导致阻塞整个事件循环，影响服务器性能。

💡 解决方案：使用 BIO_s_mem() 让 Muduo 负责数据收发，OpenSSL 只管加解密。

🌟 BIO_s_mem() 允许这样做：

  1. Muduo 读取 TCP 数据，然后 写入 readBio_：
    BIO_write(readBio_, encryptedData, len);
  2. OpenSSL 从 readBio_ 里读取数据并解密：
    SSL_read(ssl_, decryptedBuffer, len);
  3. OpenSSL 处理完数据，调用 SSL_write() 生成加密数据，存入 writeBio_：
    SSL_write(ssl_, plaintextData, len);
  4. Muduo 负责从 writeBio_ 读取加密数据并发送给客户端：
    BIO_read(writeBio_, encryptedBuffer, len);
sendToClient(encryptedBuffer, len);

✅ 这样，Muduo 仍然是非阻塞的，BIO 只是一个中间缓冲区，不会影响 Muduo 的事件循环。

📌 3. 其他 BIO 方式为什么不合适？

🚫 BIO_s_socket() 直接绑定 socket

如果你用了 BIO_s_socket()，那么：

  • SSL_read() / SSL_write() 会直接阻塞，导致 Muduo 线程被卡住。
  • 影响服务器性能，不能高并发处理多个连接。

🚫 BIO_s_ssl() 让 OpenSSL 直接处理 I/O

  • 这个 BIO 适用于简单场景，适合自己管理 socket 的程序，比如同步服务器。
  • 但你用的是 Muduo 事件驱动，要自己控制数据流动，所以不适合。

📌 4. 总结

你这里使用 BIO_s_mem() 的原因：

  1. 适配 Muduo 非阻塞模型，不会让 SSL_read() 阻塞线程。
  2. 灵活控制数据流动，BIO 只是缓冲区，Muduo 仍然管理 TCP 读写。
  3. 高性能，避免 OpenSSL 直接操作 socket 导致的效率问题。

🚀 这就是 BIO_s_mem() 在 Muduo 里的最佳应用场景！

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