在 Python 中序列化 C 结构体并通过套接字发送

Question

我正在尝试序列化以下 C 结构

struct packet
{
    int id;
    unsigned char *ce;
    unsigned char *syms;
};

在 Python 中并通过套接字发送它。已知ce和指向的元素数量为。目前我正在这样做。首先，我使用 ctypes 包装结构symsN

class Packet(Structure):
    _fields_ = [("id",  c_int),
                ("ce", POINTER(c_ubyte)),
                ("syms", POINTER(c_ubyte))]

fill_data然后，我使用a 中的函数填充以下类的对象ctypes.POINTER(Packet)：

class DataLoad:
    def __init__(self):
        self.id = -1
        self.ce = []
        self.syms = []

    def fill_data(self, pkt_p):
        """ pkt_p is POINTER(Packet)
        """
        self.id = pkt_p.contents.id
        self.ce = []
        for i in range(N):
            self.ce.append(pkt_p.contents.ce[i])
        self.syms = []
        for i in range(N):
            self.syms.append(pkt_p.contents.syms[i])

最后，我简单地使用pickle.dumps(DataLoad)生成字节流并发送。

这种方法效果很好。然而，它似乎很慢。我认为的原因之一是这pickle.dumps会带来很大的开销。例如，如果 C 结构只有 1024 字节，我可能必须使用 pickle 为每个结构发送近 4000 字节。此外，打包/填充 DataLoad 也需要时间。

所以我的问题是，我是否有其他更好的选择来在 python 中序列化这个 C 结构体并发送？我宁愿避免 pickle 并填充一个单独的类实例。谢谢。

Answer 1

最后我想出了以下方法来手动序列化“Packet”实例而不使用pickle。

def serialize(pkt_p, size_g, size_p):
    """ Serialize Packet instance
        size_g - number of elements pointed by ce
        size_p - number of elements pointed by syms
        Return a byte stream
    """ 
    pktstr = b''
    pktstr += struct.pack('i', pkt_p.contents.id)
    pktstr += string_at(pkt_p.contents.ce, size_g)
    pktstr += string_at(pkt_p.contents.syms, size_p)
    return pktstr

def deserialize(pkt_p, pktstr, size_g, size_p):
    """ De-serialize pktstr and fill a POINTER(Packet)
    """
    pkt_p.contents.id = struct.unpack('i', pktstr[0:4])[0]
    ce = (c_ubyte * size_g).from_buffer_copy(pktstr[4:4+size_g])
    pkt_p.contents.ce = cast(ce, POINTER(c_ubyte))
    syms = (c_ubyte * size_p).from_buffer_copy(pktstr[-size_p:])
    pkt_p.contents.syms = cast(syms, POINTER(c_ubyte))

和string_at()功能from_buffer_copy()是关键。