大家在编写Socket有关的程序时,肯定会经常处理“消息边界”的问题。以下是我对“处理消息边界”的一些认识:
场景:
当接收者试图从套接字中读取比消息本身更多的字节时,将可能发生两种情况:
1.如果套接字中没有其他消息,接收者将会阻塞等待,同时无法处理接收到的消息;如果发送者也在等待接收端的响应消息,则会形成死锁;
2.如果套接字中有其他消息,接收者会将后面消息的一部分甚至全部读到第一条消息中去,这将产生一些协议错误;
应用:
当我们使用TCP套接字时,处理“消息边界” 是一个重要的考虑因素;如果使用UDP套接字时,不存在这个问题,因为在DatagramPacket中存放的数据
有一个确定的长度(DatagramPacket.getLength()方法),接收者能够精确的知道“消息边界”(或消息结束位置)
现在介绍两个技术可以使接收者能够精确的找到“消息边界”(也就是消息的结束位置)
1. 基于定界符
消息的结束由一个唯一的标记指出,即发送者在传输消息后显示添加一个特殊标记。这个特殊标记不能在传输消息本身中出现。
2.显示长度
在变长字段或消息前附加一个固定大小的字段,用来指示该字段或消息中包含了多少字节;
注意:
在“基于定界符”中有一个特殊情况是,可以用在TCP连接上传输的最后一个消息上。在发送完这个消息后就可以简单的关闭
(使用socket.shutdownOutput()方法或socket.close()方法)
发送端的TCP连接。接收者读取完这条消息的最后一个字节后,将接收到一个流结束标记(即InputStream.read() 返回 -1),
该标记指出了已经读取到流的末尾。个人感觉从原理上来说这也是一种基于“定界符”技术的实现。----- 我就喜欢使用这个方式
简单明了。
例子:
我们下面就实现一个“基于定界符”的技术,用来处理“消息边界” 问题。
1. 处理定界符的消息类
public class DelimFramer
{
private static final int DELIMITER = '\n';
/**
* 添加成帧信息并将信息写入到输出流
*
* @param message
* @param out
* @throws IOException
*/
public void frameMsg(byte[] message, OutputStream out) throws IOException
{
for (byte b : message)
{
/*
* 注意:发送的消息本身不能包含定界符。如果存在,则抛出异常
*/
if (b == DELIMITER)
{
throw new IOException("Message contains delimiter");
}
}
out.write(message);
out.write(DELIMITER);
out.flush();
}
/**
* 读入输入流,直到读取到了定界符,并返回定界符前面的所有字符
*
* 1.包含定界符的信息 2.不包含定界符的信息
*
* @return
* @throws IOException
*/
public byte[] nextMsg(InputStream in) throws IOException
{
ByteArrayOutputStream messageBuffer = new ByteArrayOutputStream();
int nextByte;
/*
* 情况一:判断消息中是否包含定界符; 如果输入流读取到了定界符,则返回定界前面的所有字符(不包括定界符)
*/
while ((nextByte = in.read()) != DELIMITER)
{
/*
* 情况二:判断消息中是否不包含定界符;如果输入流读取到了-1(说明该消息中不包括定界符)
*/
if (nextByte == -1)
{
/*
* 判断BytaArrayOutputStream的缓冲区中是否有数据:
* 1.如果没有数据:说明从该输入流中没有读取到消息,就到达输入流的末尾 ;
* 2.如果有数据:说明从该输入流中读取的消息是一个不带分界符的非空消息;
*/
if (messageBuffer.size() == 0)
{
return null;
}
else
{
throw new EOFException(
"Non-empty message without delimiter");
}
}
messageBuffer.write(nextByte);
}
return messageBuffer.toByteArray();
}
}
2. TCP客户端类
public class TCPClient
{
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException,
IOException
{
Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
OutputStream output = client.getOutputStream();
InputStream input = client.getInputStream();
DelimFramer delimFramer = new DelimFramer();
byte[] msg = new String("Hello").getBytes();
// 发送消息
delimFramer.frameMsg(msg, output);
// 接收消息
byte[] receiveByte = delimFramer.nextMsg(input);
String receiveMsg = new String(receiveByte);
System.out.println("Client receive msg:" + receiveMsg);
input.close();
output.close();
client.close();
}
}
3.TCP服务端类
public class TCPServer
{
public static void main(String[] args) throws IOException
{
DelimFramer delimFramer = new DelimFramer();
ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
OutputStream output;
InputStream input;
while (true)
{
Socket client = server.accept();
System.out.println("Handing client at "
+ client.getRemoteSocketAddress());
output = client.getOutputStream();
input = client.getInputStream();
byte[] msg = delimFramer.nextMsg(input);
System.out.println("Server receive msg:" + new String(msg));
delimFramer.frameMsg(msg, output);