一個簡單的自定義通訊協議（socket）

時間 2019-11-10

標籤一個簡單自定義通訊協議 socket 欄目系統網絡简体版

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一直不知道socket通訊時候自定義數據包是什麼樣子的，偶然作了個小例子。java

先來講說數據包的定義，我這裏是包頭+內容組成的：其中包頭內容分爲包類型+包長度，那就是消息對象=包類型+包長度+消息體apache

包類型 byte 型編程

包長度 int 型服務器

消息體 byte[]多線程

包總長度爲 1 + 4 + 消息體.getBytes().lengthapp

發包方法以下：框架

[java] view plain copysocket

private void sendTextMsg(DataOutputStream out,String msg ) throws IOException {
byte[] bytes= msg.getBytes();
int totalLen = 1 + 4 + bytes.length;
out.writeByte(1);
out.writeInt(totalLen);
out.write(bytes);
out.flush();
}

客戶端發送消息類爲：測試

[java] view plain copyspa

import <a href="http://lib.csdn.net/base/javaee" class='replace_word' title="Java EE知識庫" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>Java</a>.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java<a href="http://lib.csdn.net/base/dotnet" class='replace_word' title=".NET知識庫" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>.NET</a>.Socket;
import java<a href="http://lib.csdn.net/base/dotnet" class='replace_word' title=".NET知識庫" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>.Net</a>.UnknownHostException;
import java.util.Scanner;
public class MsgClient {
private DataOutputStream outs;
public static void main(String[] args) {
try {
MsgClient client = new MsgClient();
client.connServer("127.0.0.1", 9292);
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void sendTextMsg(DataOutputStream out,String msg ) throws IOException {
byte[] bytes= msg.getBytes();
int totalLen = 1 + 4 + bytes.length;
out.writeByte(1);
out.writeInt(totalLen);
out.write(bytes);
out.flush();
}
public void connServer(String ip,int port) throws UnknownHostException, IOException {
Socket client = new Socket(ip,port);
InputStream in = client.getInputStream();
OutputStream out = client.getOutputStream();
outs = new DataOutputStream(out);
while(true) {
Scanner scaner = new Scanner(System.in);
sendTextMsg(outs, "<a href="http://lib.csdn.net/base/softwaretest" class='replace_word' title="軟件測試知識庫" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>測試</a>消");
}
}

服務端接收類爲：

[java] view plain copy

import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class MsgServer {
public static void main(String[] args) {
try {
MsgServer server = new MsgServer();
server.setUpServer(9090);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void setUpServer(int port) throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket(port);
while(true) {
Socket client = server.accept();
System.out.println("客戶端IP："+client.getRemoteSocketAddress());
processMesage(client);
}
}
private void processMesage(Socket client) throws IOException {
InputStream ins = client.getInputStream();
DataInputStream dins = new DataInputStream(ins);
//服務端解包過程
while(true) {
int totalLen = dins.readInt();
byte flag = dins.readByte();
System.out.println("接收消息類型"+flag);
byte[] data = new byte[totalLen - 4 - 1];
dins.readFully(data);
String msg = new String(data);
System.out.println("發來的內容是:"+msg);
}
}
}

這樣就基本完成了，但實際還有好多問題，好比說服務端用如何用多線程服務來完成客戶端的請求已提升效率，若是是NIO方式怎麼來實現？多個消息類型時候怎麼抽象？這些都沒有考慮

另外有兩個開源的框架不錯，一個是apache mina 還有個是netty ，有機會試試。

另外一篇文章中敘述：

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TCP Socket協議定義

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本文從這裏開始，主要介紹TCP的socket編程。

新手們（例如當初的我），第一次寫socket，老是覺得在發送方壓入一個"Helloworld",接收方收到了這個字符串，就「精通」了Socket編程了。而實際上，這種編程根本不可能用在現實項目，由於：

1. socket在傳輸過程當中，helloworld有可能被拆分了，分段到達客戶端），例如 hello + world，一個分段就是一個包（Package），這個就是分包問題。

2. socket在傳輸過成功，不一樣時間發送的數據包有可能被合併，同時到達了客戶端，這個就是黏包問題。例如發送方發送了hello+world,而接收方可能一次就接受了helloworld.

3. socket會自動在每一個包後面補n個 0x0 byte，分割包。具體怎麼去補，這個我就沒有深刻了解。

4. 不一樣的數據類型轉化爲byte的長度是不一樣的，例如int轉爲byte是4位（int32），這樣咱們在製做socket協議的時候要特別當心了。具體可使用如下代碼去測試：

代碼

        public void test()
        {
            int myInt = 1;
            byte[] bytes = new byte[1024];
            BinaryWriter writer = new BinaryWriter(new MemoryStream(bytes));
            writer.Write(myInt);
            writer.Write("j");
            writer.Close();
        }

儘管socket環境如此惡劣，可是TCP的連接也至少保證了：

包發送順序在傳輸過程當中是不會改變的，例如發送方發送 H E L L，那麼接收方必定也是順序收到H E L L，這個是TCP協議承諾的，所以這點成爲咱們解決分包、黏包問題的關鍵。
若是發送方發送的是helloworld, 傳輸過程當中分割成爲hello+world，那麼TCP保證了在hello與world之間沒有其餘的byte。可是不能保證helloworld和下一個命令之間沒有其餘的byte。

所以，若是咱們要使用socket編程，就必定要編寫本身的協議。目前業界主要採起的協議定義方式是：包頭+包體長度+包體。具體以下：

1. 通常包頭使用一個int定義，例如int = 173173173；做用是區分每個有效的數據包，所以咱們的服務器能夠經過這個int去切割、合併包，組裝出完整的傳輸協議。有人使用回車字符去分割包體，例如常見的SMTP/POP協議，這種作法在特定的協議是沒有問題的，但是若是咱們傳輸的信息內容自帶了回車字符串，那麼就糟糕了。因此在設計協議的時候要特別當心。

2. 包體長度使用一個int定義，這個長度表示包體所佔的比特流長度，用於服務器正確讀取並分割出包。

3. 包體就是自定義的一些協議內容，例如是對像序列化的內容（現有的系統已經很常見了，使用對象序列化、反序列化可以極大簡化開發流程，等版本穩定後再轉入手工壓入byte操做）。

一個實際編寫的例子：好比我要傳輸2個整型 int = 1, int = 2，那麼實際傳輸的數據包以下：

173173173 8 1 2

|------包頭------|----包體長度----|--------包體--------|

這個數據包就是4個整型，總長度 = 4*4 = 16。