Question

哦，我希望TCP是基于数据包的，就像UDP一样！ [见评论]但是，唉，情况并非如此，所以我正在尝试实现自己的数据包层。这是迄今为止的事件链（忽略编写数据包）

哦，我的数据包结构非常简单：两个无符号字节的长度，然后是byte [length]数据。（我无法想象如果它们更复杂，我会在if陈述中听到我的声音！）

Server处于无限循环中，接受连接并将其添加到Connection列表中。
PacketGatherer（另一个主题）使用Selector来确定哪些Connection.SocketChannel已准备好阅读。
它循环显示结果，并告诉每个Connection read()。
每个Connection都有一个部分IncomingPacket和一个Packet列表，这些列表已经完全阅读并等待处理。
在read()上：
- 告诉部分IncomingPacket阅读更多数据。（IncomingPacket.readData以下）
- 如果已完成阅读（IncomingPacket.complete()），请从中Packet创建Packet并将IncomingPacket粘贴到等待处理的列表中，然后将其替换为新的IncomingPacket }。

这有几个问题。首先，一次只读取一个数据包。如果IncomingPacket只需要一个字节，则此次传递只读取一个字节。这当然可以通过循环来修复，但它开始变得复杂，我想知道是否有更好的整体方式。

其次，int readBytes; // number of total bytes read so far byte length1, length2; // each byte in an unsigned short int (see getLength()) public int getLength() { // will be inaccurate if readBytes < 2 return (int)(length1 << 8 | length2); } public void readData(SocketChannel c) { if (readBytes < 2) { // we don't yet know the length of the actual data ByteBuffer lengthBuffer = ByteBuffer.allocate(2 - readBytes); numBytesRead = c.read(lengthBuffer); if(readBytes == 0) { if(numBytesRead >= 1) length1 = lengthBuffer.get(); if(numBytesRead == 2) length2 = lengthBuffer.get(); } else if(readBytes == 1) { if(numBytesRead == 1) length2 = lengthBuffer.get(); } readBytes += numBytesRead; } if(readBytes >= 2) { // then we know we have the entire length variable // lazily-instantiate data buffers based on getLength() // read into data buffers, increment readBytes // (does not read more than the amount of this packet, so it does not // need to handle overflow into the next packet's data) } } public boolean complete() { return (readBytes > 2 && readBytes == getLength()+2); }中的逻辑有点疯狂，能够读取长度的两个字节，然后读取实际数据。这是代码，快速简化＆amp; amp;易读：

public void fillWriteBuffer() {
    while(!writePackets.isEmpty() && writeBuf.remaining() >= writePackets.peek().size()) {
        Packet p = writePackets.poll();
        assert p != null;
        p.writeTo(writeBuf);
    }
}

public void fillReadPackets() {
    do {
        if(readBuf.position() < 1+2) {
            // haven't yet received the length
            break;
        }

        short packetLength = readBuf.getShort(1);

        if(readBuf.limit() >= 1+2 + packetLength) {
            // we have a complete packet!

            readBuf.flip();

            byte packetType = readBuf.get();

            packetLength = readBuf.getShort();

            byte[] packetData = new byte[packetLength];
            readBuf.get(packetData);

            Packet p = new Packet(packetType, packetData);
            readPackets.add(p);
            readBuf.compact();
        } else {
            // not a complete packet
            break;
        }

    } while(true);
}

基本上我需要有关我的代码和整个过程的反馈。请提出任何改进建议。如果你有关于如何更好地实现整个系统的建议，即使对整个系统进行检修也是可以的。也欢迎预订建议;我喜欢书。我只是觉得事情不太正确。

这是我想出的一般解决方案，感谢Juliano的回答:(如果您有任何问题，请随时发表评论）

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Answer 1

可能这不是您正在寻找的答案，但有人必须说出来：您可能会过度设计解决方案以解决一个非常简单的问题。

在完全到达之前，您没有数据包，甚至包括IncomingPacket。您只有一个没有定义含义的字节流。通常，simple解决方案是将输入数据保存在缓冲区中（它可以是一个简单的byte []数组，但如果性能有问题，建议使用适当的弹性和循环缓冲区）。每次读取后，检查缓冲区的内容以查看是否可以从那里提取整个数据包。如果可以，则构造Packet，从缓冲区的开头丢弃正确的字节数并重复。如果或者当您无法提取整个数据包时，请将这些传入的字节保留在那里，直到下次从套接字中成功读取内容为止。

当你在这里时，如果你正在通过流通道进行基于数据报的通信，我建议你在每个“数据包”的开头包含一个幻数，这样你就可以测试连接的两端仍然是同步的。如果出于某种原因（一个错误），它们之一可能会从流中读取或写入错误的字节数。

Answer 2

难道你不能只读取任何准备读取的字节数，并将所有传入的字节输入数据包解析状态机吗？这意味着像任何其他传入数据流一样处理传入（TCP）数据流（通过串行线路，或USB，管道或任何其他......）

所以你会有一些Selector确定哪个连接有待读取的传入字节，以及有多少个。然后你会（对于每个连接）读取可用字节，然后将这些字节提供给（特定于连接）状态机实例（尽管可以从同一个类中读取和馈送）。然后，这个数据包解析状态机类会不时吐出已完成的数据包，然后将这些数据包交给任何将处理这些完整和解析数据包的人。

对于像

这样的数据包格式

    2 magic header bytes to mark the start
    2 bytes of payload size (n)
    n bytes of payload data
    2 bytes of checksum

状态机会有类似的状态（尝试枚举，Java现在有，我收集）

wait_for_magic_byte_0,
wait_for_magic_byte_1,
wait_for_length_byte_0,
wait_for_length_byte_1,
wait_for_payload_byte (with a payload_offset variable counting),
wait_for_chksum_byte_0,
wait_for_chksum_byte_1

并且在每个传入的字节上，您可以相应地切换状态。如果传入的字节没有正确推进状态机，则通过将状态机重置为wait_for_magic_byte_0来丢弃该字节。

Answer 3

暂时忽略客户端断开连接和服务器关闭，这里或多或少是传统的套接字服务器结构：

选择器，处理套接字：
- 民意调查开放套接字
- 如果是服务器套接字，请创建新的连接对象
- 为每个活动客户端套接字找到连接，使用事件（读取或写入）调用
连接（每个插槽一个），处理一个套接字上的I / O：
- 通过两个队列，输入和输出
- 保留两个缓冲区，一个用于读取，一个用于写入，以及各自的偏移
- on read event：读取所有可用输入字节，查找消息边界，将整个消息放入协议输入队列，调用协议
- on write event：写入缓冲区，或者如果它为空，将消息表单输出队列放入缓冲区，开始写入
协议（每个连接一个），处理一个连接上的应用程序协议交换：
- 从输入队列中获取消息，解析消息的应用程序部分
- 服务器工作（这里是状态机的位置 - 某些消息适用于一种状态，而不是另一种状态），生成响应消息，将其放入输出队列

就是这样。一切都可以在一个线程中。这里的关键是责任分离。希望这会有所帮助。

Answer 4

我认为你从一个稍微错误的方向接近这个问题。考虑数据结构，而不是考虑数据包。这就是你要发送的东西。实际上，是的，它是一个应用程序层数据包，但只是将其视为一个数据对象。然后，在最低级别，编写一个将读取线路的例程，并输出数据对象。这将为您提供我认为您正在寻找的抽象层。

尝试使用非阻塞IO打包TCP很难！难道我做错了什么？

4 个答案: