socket编程[oc](逻辑数据的处理)

Posted 2023-03-01 WoodBear009

  之前写了一下socket编程中半包、粘包的处理点击打开链接,这篇再写写另一个相关问题，逻辑数据的处理

物理数据包与逻辑数据包：

  首先说明的是，socket传输中物理数据包、逻辑数据包的概念是我自己臆想、“定义”的，主要是方便我后面去描述问题.那么什么是我所说的物理数据包与逻辑数据包呢？   举个例子，假如我想传送一段文本“这篇博客写的是socket编程[oc](逻辑数据的处理)”，可能因为某些考虑，我觉得这段文本太长了，于是决定在传输时进行分段发送，先发送“这篇博客写的是socket”，再发送“[oc](逻辑数据的处理)”，于是在传输过程中就产生了两个物理数据包。而文本被拆分后，每个一单独的文本对于接收者来说并没有实际的意义，无法完整描述出语句的意思，必需两段文字都接收到，拼凑到一起，才能真正得到正确表意的完整语句，这个能正确表意的语句就是所谓的逻辑数据包（能产生真正的逻辑意义）。   再举个例子，假如我想传送我的好友列表，“test1、test2、test3、test4、test5、test6”，在传输过程中，我将这个列表分成了三段去传输，于是就产生了三个物理数据包，“test1、test2”、“test3、test4”、“test5、test6”。而这三段物理数据包，我拿到任何一段或两段都不算成功获得了完整的好友列表，无法产生实际的意义，必需全部拿到，最后拼凑起来，得到“test1、test2、test3、test4、test5、test6“，才能对接受者产生实际的价值（完整的好友列表），这个完整的列表就是逻辑数据包。

  物理数据包:一个实的概念,传输过程中实实在在的每一段完整的数据结构

  逻辑数据包:一个虚的概念，可能由一个或多个物理数据包组成，能完整、正确的表述出逻辑意义(其实就是发送方发送的完整原始数据)

如何设计数据结构  

  上篇文章中，半包、粘包的处理针对的都是物理数据包的拆分与拼接,在数据包中我们加入了len字段用于描述每个物理数据包的边界，以得到每个正确独立的物理数据包。在能正确得到每个物理数据包的前提下，像上一段说的，物理数据包对接收方并不一定具有实际的逻辑意义，下一步我们还需要考虑如何将物理数据包之间建立起联系，最后组成完整的逻辑数据包。

  借助的方式还是引入新的字段，比如这样

  数据 ＝ 数据头 ＋ 数据体

  数据头 ＝ id + version + len +phase

  数据体 ＝ 具体数据内容

  phase可以定义  s、p、e三种状态，分别表示开始部分、主体部分、结尾部分,用来描述出这段物理数据包在逻辑数据包中所处的位置，借助id建立起每个独立物理数据包之间的逻辑联系(相同id的物理数据包描述的是同一个逻辑,有关联性，上下文关系)，借助s、e两个状态，划分出逻辑数据包的边界。

  套用到上面的例子，可以得到以下几个物理数据包

  

  你也可以这样定义你的数据结构

  数据 ＝ 数据头 ＋ 数据体

  数据头 ＝ id + version + len + count + index

  数据体 ＝ 具体数据内容

   count标示相应的逻辑数据包共由几个物理数据包组成；index还可以标示出当前物理数据包在逻辑数据包中所处位置。

 

 为了减少字段的引入，同时减少传输的数据量，也可以这样定义你的数据结构

  数据 ＝ 数据头 ＋ 数据体

  数据头 ＝ id + version + len + flag

  数据体 ＝ 具体数据内容

  flag为n位二进制数,比如前几位代表count,后几位代表index,都是可以的

  。。。。。。

  总之，定义方式各种各样，但思想都是通过引入新字段的方式，建立起物理数据包之间的逻辑联系与逻辑边界。  

如何处理

 具体到我们的代码中应如何处理，套用上文中第一种数据结构（借助phase字段），写个简单的例子

 注:1.仅是demo,描述思想，逻辑并不完备、严谨

     2.简化问题，没有考虑逻辑数据包之间交叉情况的发生(这个可以通过发送端进行控制，避免交叉情况发生)(例子中用到了NSMutabelData临时保存物理数据段，如果存在逻辑数据包之间交叉情况，可以考虑借助字典+NSMutabelData临时保存物理数据段，借助id建立起物理数据包之间的逻辑联系)

     3.忽略了一些异常情况的处理

具体数据定义细节：

  数据 ＝ 数据头 ＋ 数据体

  数据头 ＝ id(4B) + version(2B) + len(4B) +phase(1B)  共占用11个字节

  数据体 ＝ 具体数据内容

代码：

/*
1._currentLogicData是外部定义的一个NSMutableData,在逻辑数据包未完全接收完整时，用于临时存放子物理数据包
2.下面代码中只判断了phase的e(结束)状态，因为已假设了前提，逻辑数据包之间不存在交叉情况，如果存在交叉情况，就需要对s(启始)状态进行判断处理
*/
- (void)onSocket:(AsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag

    while (_readBuf.length >= 11)//因为头部固定11个字节，数据长度至少要大于11个字节，我们才能得到完整的消息描述信息
    
        NSData *head = [_readBuf subdataWithRange:NSMakeRange(0, 11)];//取得头部数据
        NSData *lengthData = [head subdataWithRange:NSMakeRange(6, 4)];//取得长度数据
        NSInteger length = [[[NSString alloc] initWithData:lengthData encoding:NSUTF8StringEncoding] integerValue];//得出内容长度
        NSInteger complateDataLength = length + 11;//算出一个包完整的长度(内容长度＋头长度)
        if (_readBuf.length >= complateDataLength)//如果缓存中数据够一个整包的长度
        
            NSData *data = [_readBuf subdataWithRange:NSMakeRange(0, complateDataLength)];//截取一个包的长度(处理粘包)
            NSData *phase = [head subdataWithRange:NSMakeRange(10, 1)];//取得phase
            NSString *phaseStr = [[NSString alloc] initWithData:phase encoding:NSUTF8StringEncoding];
            if (![phaseStr isEqualToString:@"e"]) //不是逻辑数据包中最后一个物理数据，说明逻辑数据包暂不完整
            
                [_currentLogicData appendData:data];//暂存该物理数据包
            
            else//收到逻辑数据包中的最后一个物理数据包
            
                [_currentLogicData appendData:data];//暂存该物理数据包
                [self handleTcpResponseData:data];//逻辑数据包已完整，处理数据
                _currentLogicData = [[NSMutableData alloc] init];//(新建)清空物理数据包临时存储空间
            
            //从缓存中截掉处理完的数据,继续循环
            _readBuf = [NSMutableData dataWithData:[_readBuf subdataWithRange:NSMakeRange(complateDataLength, _readBuf.length - complateDataLength)]];
        
        else//如果缓存中的数据长度不够一个包的长度，则包不完整(处理半包，继续读取)
        
            [_socket readDataWithTimeout:-1 buffer:_readBuf bufferOffset:_readBuf.length tag:0];//继续读取数据
            return;
        
    
    //缓存中数据都处理完了，继续读取新数据
    [_socket readDataWithTimeout:-1 buffer:_readBuf bufferOffset:_readBuf.length tag:0];//继续读取数据