一个基于 Zig 实现的高性能 TCP 转发/代理服务，提取自火箭测试平台硬件通信中间件。
本项目源自某火箭测试平台中的硬件通信模块。在该平台中：
- 硬件设备（传感器、采集器等）通过自定义二进制协议上报测试数据
- PC 控制端（上位机）需要实时接收这些数据并发送控制指令
- 硬件和 PC 之间通过一个中间转发服务解耦，支持一对多、多对多的拓扑关系
本项目的核心作用是将这个中间转发服务独立出来，作为一个通用的 TCP 消息代理。
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Zig Forward │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ Hardware 1 │ │ Hardware 2 │ │ Hardware N │ │
│ │ (C-side) │ │ (C-side) │ │ (C-side) │ │
│ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ │
│ │ TCP :9001 │ TCP :9001 │ TCP :9001 │
│ ▼ ▼ ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ GlobalState (groups) │ │
│ │ ┌─ Group(HW1) ─┐ ┌─ Group(HW2) ─┐ │ │
│ │ │ PC1 PC2 │ │ PC3 PC4 │ │ │
│ │ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │ │ │
│ │ TCP :9000 │ TCP :9000 │
│ ▼ ▼ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ PC 1 │ │ PC 2 │ ... │
│ │ (A-side) │ │ (A-side) │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
| 角色 | 连接端口 | 描述 |
|---|---|---|
| C-side (硬件) | :9001 |
硬件设备，发送二进制协议包，接收 PC 转发指令 |
| A-side (PC) | :9000 |
控制端，接收硬件数据广播，发送控制命令 |
上行（硬件 → PC）：
硬件 → 二进制 packet → Decoder 解析 → JSON 构建 → broadcastToA → PC1, PC2, ...
下行（PC → 硬件）：
PC → JSON 命令 → parseCommand → sendToC → 硬件 socket
| 模块 | 路径 | 职责 |
|---|---|---|
GlobalState |
config/state.zig |
全局状态管理，硬件-PC 分组，线程安全 |
HardwareServer |
model/hardware/hardware_server.zig |
硬件连接管理，二进制协议解析，JSON 广播 |
PcServer |
model/pc/pc_server.zig |
PC 连接管理，JSON 命令处理，指令转发 |
custom_codec |
config/custom_codec.zig |
自定义二进制协议编码/解码（流式） |
common_response |
model/hardware/common_response.zig |
硬件响应结构化解析 |
common_request |
model/pc/common_request.zig |
PC 命令 JSON 解析 |
┌────────┬────────┬────────┬──────────────┬──────────────────┬──────────┐
│ Header │ Type │ Board │ Payload Len │ Payload │ Checksum │
│ (2 B) │ (1 B) │ (1 B) │ (4 B) │ (Variable) │ (2 B) │
└────────┴────────┴────────┴──────────────┴──────────────────┴──────────┘
- Header:
0xEB90(Magic Number) - Type: 包类型（如
0x01表示连接关闭） - Board: 板卡 ID
- Payload Len: Little-endian u32
- Checksum: 累加和
GlobalState.mutex— 保护分组状态的读写PcClientState.write_mutex— 保护单个 socket 的并发写入broadcastToA采用"快照 + 无锁写"模式：先持锁收集客户端列表，释放锁后逐个无锁写入，避免持锁阻塞全局状态
# 启动服务
zig build run
# 另一个终端运行性能基准测试
zig build bench
# 运行单元测试
zig build testbenchmark 模拟 2 个硬件 + 4 个 PC 的场景，测试三种场景：
| 场景 | 描述 | 典型性能 |
|---|---|---|
| A: 单组广播 | 1 HW → 2 PC, N=100/500/1000 | ~23K broadcasts/s |
| B: 两组并发 | 2×500 包同时广播 | ~59K deliveries/s |
| C: 流水线突发 | 2000 包持续负载 | ~21K broadcasts/s |
zig build # 编译
zig build run # 运行（PC:9000, HW:9001）
zig build test # 测试
zig build bench # 基准测试（需先运行服务）- Zig 0.17.0-dev (std.Io 异步框架)
- 无外部依赖
src/
├── main.zig # 入口，DebugAllocator + 泄漏检测
├── config/ # 核心配置与状态
│ ├── root.zig # 模块导出
│ ├── state.zig # GlobalState, Group, 分组管理
│ ├── custom_codec.zig # 二进制协议编解码
│ ├── util.zig # hexEncode, readLine 工具
│ └── api_model.zig # JSON API 模型
├── model/ # 业务模型
│ ├── root.zig # 模块导出
│ ├── pc/ # PC 控制端
│ │ ├── root.zig # 模块导出
│ │ ├── pc_server.zig # PC 连接处理
│ │ └── common_request.zig # 命令解析
│ └── hardware/ # 硬件端
│ ├── root.zig # 模块导出
│ ├── hardware_server.zig # 硬件连接处理
│ ├── common_response.zig # 响应解析
│ └── hardware_close_response.zig
└── test/ # 测试与基准
├── benchmark_main.zig # 性能基准测试
├── integration_test.zig # 集成测试
└── integration_test_main.zig