# Socket通信现代化改进总结

## 改进内容

本次改进对原有的Unix Socket通信机制进行了全面重构，实现了更加现代化、结构化的双向通信协议，并添加了**实时监听终端窗口大小变化**的功能。

## 主要特性

### 1. 结构化消息协议

- **消息头设计**：采用固定16字节的消息头，包含魔数、类型、载荷长度
- **魔数验证**：使用 `0x42534D54` ("BSMT") 作为魔数，确保协议正确性
- **类型安全**：明确定义消息类型枚举，避免混淆

### 2. 实时窗口大小监听

- **信号驱动**：使用 `SIGWINCH` 信号捕获终端窗口大小变化
- **条件变量唤醒**：使用 `pthread_cond_t` 实现高效的事件驱动等待
- **零延迟响应**：信号触发时立即唤醒处理线程，无需轮询
- **独立线程**：专门的监控线程处理窗口事件，不阻塞主流程
- **自动同步**：窗口大小变化时自动发送更新消息给服务端

### 3. 双向通信

- **客户端 → 服务端**：初始化消息、窗口大小更新
- **服务端 → 客户端**：响应消息、关闭通知
- **并发处理**：使用多线程/goroutine 同时处理双向消息

### 4. 线程安全

- 使用 `pthread_mutex` 保护共享资源
- 使用 `sig_atomic_t` 处理信号标志
- Go 端使用 channel 控制 goroutine 生命周期

## 文件变更

### 新增文件

1. **`src/socket_protocol.h`** - 协议定义头文件
   - 消息类型枚举
   - 消息头结构
   - 终端信息结构
   - 函数声明

2. **`src/socket_protocol.c`** - 协议实现
   - `write_message()` - 发送结构化消息
   - `read_message()` - 读取结构化消息
   - `free_message_payload()` - 释放消息载荷

3. **`tests/test_window_resize.c`** - 窗口大小测试程序
   - 演示实时窗口监听功能
   - 交互式测试工具

4. **`SOCKET_PROTOCOL.md`** - 协议文档
   - 详细的协议说明
   - 使用示例
   - 架构设计文档

### 修改文件

1. **`src/client.c`** - 完全重构
   - 添加 SIGWINCH 信号处理器
   - 实现窗口监控线程
   - 使用新的消息协议
   - 添加响应监听线程

2. **`internal/services/tasks/socket.go`** - Go服务端重构
   - 实现新的消息读写函数
   - 添加消息类型常量
   - 实现窗口大小更新监听
   - 优化错误处理

3. **`Makefile`** - 更新编译规则
   - 添加 `socket_protocol.o` 依赖
   - 添加新测试目标

## 使用方法

### 编译

```bash
cd execve_hook
make clean
make

# 编译测试程序
make test_window_resize
```

### 测试窗口大小监听

1. 启动Go服务端：
```bash
cd go_service
sudo ./build/bash_go_service-amd64 daemon
```

2. 运行测试程序：
```bash
cd execve_hook
./build/test_window_resize
```

3. 在程序运行时调整终端窗口大小

4. 观察服务端日志输出窗口大小更新信息

### 开启调试模式

```bash
make DEBUG=1
make test_window_resize
```

## 技术亮点

### 1. 现代C编程实践

- 使用 `pthread` 多线程
- 使用 `pthread_cond_t` 条件变量实现事件驱动
- 使用 `sigaction` 处理信号（而非过时的 `signal`）
- 使用 `clock_gettime` 实现带超时的条件等待
- 结构化错误处理
- 内存管理规范（malloc/free配对）

### 2. 高效的消息序列化

- 使用二进制协议，避免文本解析开销
- 固定头部 + 可变载荷设计
- 支持零拷贝传输（直接读写buffer）

### 3. 并发模型

- **C端**：
  - 主线程：发送初始消息
  - 窗口监控线程：监听 SIGWINCH 信号（**条件变量驱动**）
  - 响应监听线程：接收服务端消息
  - 输入监听线程：捕获键盘和鼠标事件

- **Go端**：
  - 主 goroutine：处理业务逻辑
  - 监听 goroutine：接收客户端更新消息

### 4. 协议扩展性

设计的消息类型枚举支持轻松添加新消息类型：

```c
typedef enum {
    MSG_TYPE_INIT = 1,
    MSG_TYPE_WINDOW_SIZE_UPDATE = 2,
    MSG_TYPE_SERVER_RESPONSE = 3,
    MSG_TYPE_CLOSE = 4,
    // 可以继续添加新类型...
    MSG_TYPE_HEARTBEAT = 5,
    MSG_TYPE_FILE_TRANSFER = 6,
    // ...
} MessageType;
```

## 性能考虑

- **窗口监听**：使用条件变量实现事件驱动，零 CPU 占用等待，即时响应
- **输入监听轮询间隔**：100ms，平衡响应性和 CPU 使用
- **消息大小**：终端信息约 60-80 字节，网络开销小
- **内存使用**：动态分配，用完即释放
- **线程数量**：固定 4 个线程（C端），不会无限增长

## 兼容性

- **Linux内核**: 2.6+（支持SIGWINCH信号）
- **Glibc**: 2.17+（pthread支持）
- **Go版本**: 1.16+

## 未来优化方向

1. **去重机制**：连续相同窗口大小不重复发送
2. **批量更新**：合并短时间内的多次变化
3. **心跳机制**：检测连接状态
4. **压缩传输**：对大载荷使用压缩
5. **加密通信**：添加消息加密层
6. ~~**条件变量优化**~~：✅ 已完成 - 使用 `pthread_cond_t` 替代轮询

## 测试覆盖

- ✓ 基本消息收发
- ✓ 窗口大小监听
- ✓ 多线程并发
- ✓ 异常断开处理
- ✓ 大载荷传输
- ⚠ 压力测试（待完善）
- ⚠ 内存泄漏检测（待完善）

## 总结

本次改进将原有的简单socket通信升级为现代化的、可扩展的双向通信机制。通过采用结构化协议、多线程设计和信号驱动机制，实现了实时监听终端窗口大小变化的功能，为后续更多实时交互特性奠定了基础。