基于 libevent 的 WebSocket 服务器开发

一、WebSocket 协议基础

1.1 WebSocket 是什么

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议。它使得客户端和服务器之间能够进行实时、双向的通信，打破了传统 HTTP 协议的单向请求 - 响应模式的限制。在传统的 Web 开发中，HTTP 协议用于客户端向服务器发送请求，服务器返回响应。但这种模式对于实时性要求高的应用，如聊天应用、实时游戏、股票行情推送等并不适用，因为客户端需要不断地轮询服务器获取最新数据，这会带来额外的网络开销。

WebSocket 协议在 Web 浏览器和服务器之间建立了持久连接，允许双方随时发送消息。它的出现极大地改善了实时 Web 应用的开发体验，提高了数据传输效率和实时性。

1.2 WebSocket 握手过程

WebSocket 连接的建立基于 HTTP 协议的握手过程。客户端首先发送一个 HTTP 请求，其中包含特殊的头部信息来表明要发起一个 WebSocket 连接：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec - WebSocket - Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec - WebSocket - Version: 13

在这个请求中：

• Upgrade: websocket 和 Connection: Upgrade 头字段表明客户端希望将协议升级到 WebSocket。
• Sec - WebSocket - Key 是一个 Base64 编码的随机字符串，用于服务器验证请求的合法性。
• Sec - WebSocket - Version 指明客户端支持的 WebSocket 协议版本。

服务器接收到这个请求后，如果支持 WebSocket 协议，会返回一个 HTTP 响应：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec - WebSocket - Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

其中 Sec - WebSocket - Accept 字段的值是通过将客户端发送的 Sec - WebSocket - Key 加上一个固定字符串 258EAFA5 - E914 - 47DA - 95CA - C5AB0DC85B11，然后进行 SHA - 1 哈希计算，最后再进行 Base64 编码得到的。如果客户端验证 Sec - WebSocket - Accept 的值正确，就完成了握手过程，后续的数据传输将基于 WebSocket 协议进行。

二、libevent 库简介

2.1 libevent 是什么

libevent 是一个轻量级的开源事件通知库，它提供了一个跨平台的机制来处理事件驱动的 I/O。它支持多种事件多路复用机制，如 epoll（Linux）、kqueue（FreeBSD、Mac OS X）、select（跨平台但性能相对较低）等，开发者可以根据不同的平台选择最合适的机制。

libevent 的设计目标是让开发者能够方便地编写高性能、可扩展性强的网络应用程序。它隐藏了底层事件多路复用机制的细节，提供了统一的 API 来处理事件，包括文件描述符（如 socket）的可读、可写事件，定时事件等。

2.2 libevent 的基本结构和 API

libevent 主要包含以下几个核心概念：

• 事件基（event_base）：事件基是 libevent 的核心数据结构，它管理着所有的事件和事件多路复用机制。一个应用程序通常只有一个事件基，通过 event_base_new() 函数创建：

struct event_base *base = event_base_new();
if (!base) {
    // 创建失败处理
    return 1;
}

• 事件（event）：事件表示对某个文件描述符或其他事件源的关注。例如，我们可以创建一个事件来关注某个 socket 的可读事件：

struct event *ev;
ev = event_new(base, sockfd, EV_READ | EV_PERSIST, callback_function, (void *)arg);
if (!ev) {
    // 创建失败处理
    event_base_free(base);
    return 1;
}

这里 EV_READ 表示关注可读事件，EV_PERSIST 表示事件触发后不会自动删除，callback_function 是事件触发时调用的回调函数，arg 是传递给回调函数的参数。

• 事件添加和删除：创建事件后，需要将其添加到事件基中才能生效，通过 event_add() 函数实现：

if (event_add(ev, NULL) == -1) {
    // 添加失败处理
    event_free(ev);
    event_base_free(base);
    return 1;
}

当不再需要某个事件时，可以通过 event_free() 函数删除：

event_free(ev);

• 事件循环：事件基通过事件循环来检测事件的发生并调用相应的回调函数。通过 event_base_dispatch() 函数启动事件循环：

event_base_dispatch(base);

这个函数会阻塞当前线程，直到所有事件都被处理完或者调用 event_base_loopbreak() 等函数中断循环。

三、基于 libevent 的 WebSocket 服务器开发

3.1 开发环境准备

在开始开发之前，确保你已经安装了 libevent 库。在大多数 Linux 系统上，可以通过包管理器安装，例如在 Ubuntu 上：

sudo apt - get install libevent - dev

对于其他操作系统，你可以从 libevent 的官方网站（https://libevent.org/）下载源代码并手动编译安装。

3.2 服务器框架搭建

首先，我们需要创建一个基于 libevent 的服务器框架，用于监听新的 TCP 连接。这部分代码类似于普通的基于 libevent 的 TCP 服务器：

#include <event2/event.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>

#define PORT 8080

// 处理新连接的回调函数
void accept_connection(int fd, short event, void *arg) {
    struct event_base *base = (struct event_base *)arg;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_fd == -1) {
        perror("accept");
        return;
    }
    printf("Accepted new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    // 这里可以开始处理 WebSocket 握手等操作
}

int main() {
    struct event_base *base;
    struct event *listen_event;
    int listen_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;

    base = event_base_new();
    if (!base) {
        perror("event_base_new");
        return 1;
    }

    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd == -1) {
        perror("socket");
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    int reuse = 1;
    if (setsockopt(listen_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1) {
        perror("setsockopt");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if (bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror("bind");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    if (listen(listen_fd, 10) == -1) {
        perror("listen");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    listen_event = event_new(base, listen_fd, EV_READ | EV_PERSIST, accept_connection, (void *)base);
    if (!listen_event) {
        perror("event_new");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    if (event_add(listen_event, NULL) == -1) {
        perror("event_add");
        event_free(listen_event);
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    event_base_dispatch(base);

    event_free(listen_event);
    close(listen_fd);
    event_base_free(base);

    return 0;
}

在这个代码中：

• 我们创建了一个 event_base 用于管理事件。
• 创建了一个监听 socket 并绑定到指定端口。
• 使用 event_new 创建了一个事件来监听监听 socket 的可读事件，当有新连接到来时，会调用 accept_connection 回调函数。

3.3 WebSocket 握手处理

在 accept_connection 回调函数中，我们开始处理 WebSocket 握手。WebSocket 握手需要解析客户端发送的 HTTP 请求头，验证 Sec - WebSocket - Key 等字段，并构造正确的响应头。

#include <openssl/sha.h>
#include <base64.h> // 假设已经有 base64 编码/解码的实现

// 处理 WebSocket 握手
int handle_websocket_handshake(int client_fd) {
    char buffer[1024];
    ssize_t read_bytes = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    if (read_bytes <= 0) {
        perror("recv");
        return -1;
    }
    buffer[read_bytes] = '\0';

    char *key_start = strstr(buffer, "Sec - WebSocket - Key: ");
    if (!key_start) {
        // 没有找到 Sec - WebSocket - Key 字段，握手失败
        return -1;
    }
    key_start += strlen("Sec - WebSocket - Key: ");
    char key[128];
    sscanf(key_start, "%127s", key);

    char magic_string[] = "258EAFA5 - E914 - 47DA - 95CA - C5AB0DC85B11";
    char combined[256];
    snprintf(combined, sizeof(combined), "%s%s", key, magic_string);

    unsigned char hash_result[SHA_DIGEST_LENGTH];
    SHA1((unsigned char *)combined, strlen(combined), hash_result);

    char accept_value[256];
    base64_encode(hash_result, SHA_DIGEST_LENGTH, accept_value);

    const char *response = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
                           "Upgrade: websocket\r\n"
                           "Connection: Upgrade\r\n"
                           "Sec - WebSocket - Accept: %s\r\n\r\n";
    char response_buffer[1024];
    snprintf(response_buffer, sizeof(response_buffer), response, accept_value);

    ssize_t write_bytes = send(client_fd, response_buffer, strlen(response_buffer), 0);
    if (write_bytes != strlen(response_buffer)) {
        perror("send");
        return -1;
    }

    return 0;
}

在这个函数中：

• 首先从客户端接收 HTTP 请求数据。
• 查找 Sec - WebSocket - Key 字段并提取其值。
• 将 Sec - WebSocket - Key 与固定的魔法字符串拼接后进行 SHA - 1 哈希计算。
• 对哈希结果进行 Base64 编码得到 Sec - WebSocket - Accept 的值。
• 构造并发送 WebSocket 握手响应。

修改 accept_connection 回调函数以调用 handle_websocket_handshake：

void accept_connection(int fd, short event, void *arg) {
    struct event_base *base = (struct event_base *)arg;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_fd == -1) {
        perror("accept");
        return;
    }
    printf("Accepted new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    if (handle_websocket_handshake(client_fd) == 0) {
        // 握手成功，可以开始处理 WebSocket 消息
    } else {
        close(client_fd);
    }
}

3.4 WebSocket 消息处理

WebSocket 消息采用帧格式进行传输。每个帧由头部和数据部分组成。头部包含了帧的类型（如文本帧、二进制帧等）、掩码位、数据长度等信息。

下面是处理 WebSocket 消息接收和发送的代码示例。我们先定义一些辅助函数来解析和构造 WebSocket 帧：

// 解析 WebSocket 帧头部
int parse_websocket_frame_header(char *buffer, ssize_t length, int *is_text, int *payload_length, char *mask_key) {
    if (length < 2) {
        return -1;
    }
    int fin = (buffer[0] & 0x80) >> 7;
    int opcode = buffer[0] & 0x0F;
    *is_text = (opcode == 0x1);
    int has_mask = (buffer[1] & 0x80) >> 7;
    *payload_length = buffer[1] & 0x7F;

    if (*payload_length == 126) {
        if (length < 4) {
            return -1;
        }
        *payload_length = (buffer[2] << 8) | buffer[3];
    } else if (*payload_length == 127) {
        if (length < 10) {
            return -1;
        }
        *payload_length = 0;
        for (int i = 2; i < 10; i++) {
            *payload_length = (*payload_length << 8) | buffer[i];
        }
    }

    if (has_mask) {
        if (length < (*payload_length + 4)) {
            return -1;
        }
        memcpy(mask_key, buffer + 2, 4);
    }

    return 0;
}

// 解掩码 WebSocket 数据
void unmask_websocket_data(char *data, int length, char *mask_key) {
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        data[i] ^= mask_key[i % 4];
    }
}

// 构造 WebSocket 帧
void construct_websocket_frame(char *buffer, int is_text, int payload_length, char *payload) {
    buffer[0] = (is_text? 0x1 : 0x2) | 0x80;
    if (payload_length < 126) {
        buffer[1] = payload_length;
    } else if (payload_length < 65536) {
        buffer[1] = 126;
        buffer[2] = (payload_length >> 8) & 0xFF;
        buffer[3] = payload_length & 0xFF;
    } else {
        buffer[1] = 127;
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            buffer[2 + i] = (payload_length >> (56 - i * 8)) & 0xFF;
        }
    }
    memcpy(buffer + (payload_length < 126? 2 : (payload_length < 65536? 4 : 10)), payload, payload_length);
}

然后在 accept_connection 中添加处理 WebSocket 消息接收和发送的逻辑：

void accept_connection(int fd, short event, void *arg) {
    struct event_base *base = (struct event_base *)arg;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_fd == -1) {
        perror("accept");
        return;
    }
    printf("Accepted new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    if (handle_websocket_handshake(client_fd) == 0) {
        char buffer[1024];
        ssize_t read_bytes = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (read_bytes > 0) {
            int is_text, payload_length;
            char mask_key[4];
            if (parse_websocket_frame_header(buffer, read_bytes, &is_text, &payload_length, mask_key) == 0) {
                char *payload = buffer + (payload_length < 126? 2 : (payload_length < 65536? 4 : 10));
                unmask_websocket_data(payload, payload_length, mask_key);
                payload[payload_length] = '\0';
                printf("Received WebSocket message: %s\n", payload);

                // 构造响应消息
                char response_payload[] = "Message received by server";
                char response_buffer[1024];
                construct_websocket_frame(response_buffer, 1, strlen(response_payload), response_payload);
                ssize_t write_bytes = send(client_fd, response_buffer, strlen(response_payload) + (strlen(response_payload) < 126? 2 : (strlen(response_payload) < 65536? 4 : 10)), 0);
                if (write_bytes != strlen(response_payload) + (strlen(response_payload) < 126? 2 : (strlen(response_payload) < 65536? 4 : 10))) {
                    perror("send");
                }
            }
        }
    } else {
        close(client_fd);
    }
}

在这个代码中：

• parse_websocket_frame_header 函数用于解析 WebSocket 帧头部，获取帧类型、数据长度和掩码密钥。
• unmask_websocket_data 函数用于对接收的数据进行解掩码操作。
• construct_websocket_frame 函数用于构造 WebSocket 响应帧。
• 在 accept_connection 中，接收 WebSocket 帧，解析并处理后构造响应帧发送回客户端。

3.5 完整代码示例

下面是一个完整的基于 libevent 的 WebSocket 服务器代码示例，包含了前面提到的所有功能：

#include <event2/event.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <openssl/sha.h>
#include <base64.h> // 假设已经有 base64 编码/解码的实现

#define PORT 8080

// 处理新连接的回调函数
void accept_connection(int fd, short event, void *arg);
// 处理 WebSocket 握手
int handle_websocket_handshake(int client_fd);
// 解析 WebSocket 帧头部
int parse_websocket_frame_header(char *buffer, ssize_t length, int *is_text, int *payload_length, char *mask_key);
// 解掩码 WebSocket 数据
void unmask_websocket_data(char *data, int length, char *mask_key);
// 构造 WebSocket 帧
void construct_websocket_frame(char *buffer, int is_text, int payload_length, char *payload);

int main() {
    struct event_base *base;
    struct event *listen_event;
    int listen_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;

    base = event_base_new();
    if (!base) {
        perror("event_base_new");
        return 1;
    }

    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd == -1) {
        perror("socket");
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    int reuse = 1;
    if (setsockopt(listen_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1) {
        perror("setsockopt");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    if (bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
        perror("bind");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    if (listen(listen_fd, 10) == -1) {
        perror("listen");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    listen_event = event_new(base, listen_fd, EV_READ | EV_PERSIST, accept_connection, (void *)base);
    if (!listen_event) {
        perror("event_new");
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    if (event_add(listen_event, NULL) == -1) {
        perror("event_add");
        event_free(listen_event);
        close(listen_fd);
        event_base_free(base);
        return 1;
    }

    event_base_dispatch(base);

    event_free(listen_event);
    close(listen_fd);
    event_base_free(base);

    return 0;
}

void accept_connection(int fd, short event, void *arg) {
    struct event_base *base = (struct event_base *)arg;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_fd == -1) {
        perror("accept");
        return;
    }
    printf("Accepted new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));

    if (handle_websocket_handshake(client_fd) == 0) {
        char buffer[1024];
        ssize_t read_bytes = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (read_bytes > 0) {
            int is_text, payload_length;
            char mask_key[4];
            if (parse_websocket_frame_header(buffer, read_bytes, &is_text, &payload_length, mask_key) == 0) {
                char *payload = buffer + (payload_length < 126? 2 : (payload_length < 65536? 4 : 10));
                unmask_websocket_data(payload, payload_length, mask_key);
                payload[payload_length] = '\0';
                printf("Received WebSocket message: %s\n", payload);

                // 构造响应消息
                char response_payload[] = "Message received by server";
                char response_buffer[1024];
                construct_websocket_frame(response_buffer, 1, strlen(response_payload), response_payload);
                ssize_t write_bytes = send(client_fd, response_buffer, strlen(response_payload) + (strlen(response_payload) < 126? 2 : (strlen(response_payload) < 65536? 4 : 10)), 0);
                if (write_bytes != strlen(response_payload) + (strlen(response_payload) < 126? 2 : (strlen(response_payload) < 65536? 4 : 10))) {
                    perror("send");
                }
            }
        }
    } else {
        close(client_fd);
    }
}

int handle_websocket_handshake(int client_fd) {
    char buffer[1024];
    ssize_t read_bytes = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    if (read_bytes <= 0) {
        perror("recv");
        return -1;
    }
    buffer[read_bytes] = '\0';

    char *key_start = strstr(buffer, "Sec - WebSocket - Key: ");
    if (!key_start) {
        // 没有找到 Sec - WebSocket - Key 字段，握手失败
        return -1;
    }
    key_start += strlen("Sec - WebSocket - Key: ");
    char key[128];
    sscanf(key_start, "%127s", key);

    char magic_string[] = "258EAFA5 - E914 - 47DA - 95CA - C5AB0DC85B11";
    char combined[256];
    snprintf(combined, sizeof(combined), "%s%s", key, magic_string);

    unsigned char hash_result[SHA_DIGEST_LENGTH];
    SHA1((unsigned char *)combined, strlen(combined), hash_result);

    char accept_value[256];
    base64_encode(hash_result, SHA_DIGEST_LENGTH, accept_value);

    const char *response = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
                           "Upgrade: websocket\r\n"
                           "Connection: Upgrade\r\n"
                           "Sec - WebSocket - Accept: %s\r\n\r\n";
    char response_buffer[1024];
    snprintf(response_buffer, sizeof(response_buffer), response, accept_value);

    ssize_t write_bytes = send(client_fd, response_buffer, strlen(response_buffer), 0);
    if (write_bytes != strlen(response_buffer)) {
        perror("send");
        return -1;
    }

    return 0;
}

int parse_websocket_frame_header(char *buffer, ssize_t length, int *is_text, int *payload_length, char *mask_key) {
    if (length < 2) {
        return -1;
    }
    int fin = (buffer[0] & 0x80) >> 7;
    int opcode = buffer[0] & 0x0F;
    *is_text = (opcode == 0x1);
    int has_mask = (buffer[1] & 0x80) >> 7;
    *payload_length = buffer[1] & 0x7F;

    if (*payload_length == 126) {
        if (length < 4) {
            return -1;
        }
        *payload_length = (buffer[2] << 8) | buffer[3];
    } else if (*payload_length == 127) {
        if (length < 10) {
            return -1;
        }
        *payload_length = 0;
        for (int i = 2; i < 10; i++) {
            *payload_length = (*payload_length << 8) | buffer[i];
        }
    }

    if (has_mask) {
        if (length < (*payload_length + 4)) {
            return -1;
        }
        memcpy(mask_key, buffer + 2, 4);
    }

    return 0;
}

void unmask_websocket_data(char *data, int length, char *mask_key) {
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        data[i] ^= mask_key[i % 4];
    }
}

void construct_websocket_frame(char *buffer, int is_text, int payload_length, char *payload) {
    buffer[0] = (is_text? 0x1 : 0x2) | 0x80;
    if (payload_length < 126) {
        buffer[1] = payload_length;
    } else if (payload_length < 65536) {
        buffer[1] = 126;
        buffer[2] = (payload_length >> 8) & 0xFF;
        buffer[3] = payload_length & 0xFF;
    } else {
        buffer[1] = 127;
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            buffer[2 + i] = (payload_length >> (56 - i * 8)) & 0xFF;
        }
    }
    memcpy(buffer + (payload_length < 126? 2 : (payload_length < 65536? 4 : 10)), payload, payload_length);
}

这个完整的代码实现了一个基本的基于 libevent 的 WebSocket 服务器，能够处理新连接、WebSocket 握手以及简单的消息接收和响应。

四、优化与扩展

4.1 连接管理优化

在实际应用中，服务器可能需要处理大量的 WebSocket 连接。为了提高性能和资源利用率，可以使用连接池来管理连接。连接池可以预先创建一定数量的连接对象，当有新的 WebSocket 连接请求时，从连接池中获取一个空闲连接，而不是每次都创建新的连接。这样可以减少系统调用开销和资源分配开销。

另外，对于长时间没有活动的连接，可以设置心跳机制来检测连接的有效性。如果某个连接在一定时间内没有发送或接收任何数据，服务器可以主动关闭该连接，以释放资源。

4.2 消息处理优化

对于大量的 WebSocket 消息，需要优化消息的处理流程。可以采用多线程或多进程的方式来并行处理消息。例如，使用线程池来处理接收到的 WebSocket 消息，每个线程负责处理一部分消息，这样可以提高整体的处理效率。

同时，对于消息的序列化和反序列化，可以采用更高效的算法和数据格式。例如，使用 Protocol Buffers 或 MessagePack 等二进制序列化格式代替 JSON 或 XML，以减少数据传输量和解析时间。

4.3 安全性扩展

WebSocket 服务器面临着多种安全威胁，如 DDoS 攻击、恶意消息注入等。为了增强安全性，可以采取以下措施：

• 认证和授权：在 WebSocket 握手阶段或后续的消息交互中，对客户端进行认证，确保只有合法的客户端能够连接和发送消息。可以使用用户名密码、Token 等方式进行认证。认证通过后，根据用户的权限进行授权，限制用户能够执行的操作。
• 输入验证：对客户端发送的消息进行严格的输入验证，防止恶意消息注入。例如，检查消息的长度、格式、内容是否符合预期，过滤掉非法字符和敏感信息。
• 加密传输：使用 SSL/TLS 对 WebSocket 连接进行加密，确保数据在传输过程中的保密性和完整性。可以通过 OpenSSL 等库来实现 SSL/TLS 加密。

通过以上优化和扩展措施，可以使基于 libevent 的 WebSocket 服务器更加健壮、高效和安全，适用于各种复杂的实际应用场景。