iOS 基于GCDAsyncSocket实现的即时聊天

本文不讨论技术选型,不介绍业务逻辑。
简单地介绍下开发中会遇到的一些技术点,解决的一些方案。

粘包

因为是基于TCP的,而TCP的是流式传输的,不像UDP数据报传输是有边界的,所以会有粘包问题。
然而这个问题是必须解决的,大致有三种方法。
1:固定包的长度,每次读数据的时候,固定读取字节。这在实际使用中基本不现实。
2:服务器每次发送消息的时候,给每个包添加上分隔符,如/r,/nGCDAsyncSocket也有方法按照此逻辑直接切割。但这个方案也非常不靠谱。
3:一般的处理方法是定义一个消息头,消息头中包含了一个包的长度,先拿到包长度再去读取完整的包。

Socket通信定义
 头信息:2字节 版本号
 功能代码:2字节  功能代码
 是否压缩: 1个字节 0不压缩, 1压缩
 消息长度:2字节
 消息实体:

功能代码是指消息的类型,定义了许多许多, 因为每个项目定义都不一样,就不介绍了。
按照我们的通信定义,我是这么处理粘包的:

    //解决粘包
    //思路是拆分包头得到长度,判断接得到的长度和包头的长度是否一致,不够就继续拼接,相等就返回,大于的话就自己做下拆分。先
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag {
    if (tag == 0) {
        self.readBufferData = [data mutableCopy];
         unsigned short dataLength;
        if(data.length >= 7){
            dataLength = [self getDataLength:data];
        }else{
            return;
        }
        [self.socketManager.socket readDataToLength:dataLength withTimeout:-1 tag:1];
    }else if(tag == 1){
        NSMutableData * completeData = self.readBufferData;
        self.readBufferData = nil;
        [completeData appendData:data];
        [self handleData:completeData];
        [self.socketManager.socket readDataToLength:7 withTimeout:-1 tag:0];
    }
}

简单解释下,上面的代理方法是GCDAsyncSocket读取数据方法,tag可以区分我的读数据请求,如上tag==0 是我发起的读消息头的返回,再用消息头中的字节长度去读完整的包,即tag==1的返回。

乍看一下似乎没有问题了,我也是这么以为的。同事之前写过量级比较大的通信,他遇到过问题,因为网卡缓冲区有个最大值,MTU,如果一下子来N多消息,字节会溢出,有可能会导致字节的少读多读。所以要严格按照代码以上的注释写代码,时间有限,我这边先不上代码。

生成数据报和解数据报

dataLength = [self getDataLength:data];

上面的代码有这样一个方法。按照字节去拿数据。之前不太清楚苹果有API可以调用。自己写了2个压缩字节的,估计还有些问题。

/** 将数值转成字节。编码方式:低位在前,高位在后 */
- (NSData *)bytesFromValue:(NSInteger)value byteCount:(int)byteCount
{
    NSAssert(value <= 4294967295, @"bytesFromValue: (max value is 4294967295)");
    NSAssert(byteCount <= 4, @"bytesFromValue: (byte count is too long)");
    
    NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
    NSUInteger tempVal = value;
    int offset = 0;
    
    while (offset < byteCount) {
        unsigned char valChar = 0xff & tempVal;
        [valData appendBytes:&valChar length:1];
        tempVal = tempVal >> 8;
        offset++;
    }//while
    
    return [self dataWithReverse:valData];
}

正确的做法如下


/**
 *  生成数据报model
 */

-(NSData *)socketModelToData{
    NSString * bodyString = @"";
    if([self.body isKindOfClass:[NSDictionary class]]){
        bodyString = [self dictionnaryObjectToString:self.body];
    }
    NSData * dataBody = [bodyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    unsigned short bVersion = htons((short)self.version);
    NSMutableData *version = [[NSMutableData alloc] initWithBytes:&bVersion length:2];
    
    unsigned short vFunctionCode = htons((short)self.functionCode);
    [version appendBytes:&vFunctionCode length:2];
    
    unsigned short typeIsZip = htons((short)0);
    [version appendBytes:&typeIsZip length:1];
    
    unsigned short vDataBodyLength = htons((short)dataBody.length);
    [version appendBytes:&vDataBodyLength length:2];
    [version appendData:dataBody];

    return version;
}

/**
 *  解析数据报model
 */


- (DXSocketModel *)dataToSocketModel:(NSData *)data{
    
    DXSocketModel * socketModel = [[DXSocketModel alloc] init];
    unsigned short  version;
    unsigned short  functionCode;
    unsigned short  isGzip;
    unsigned short  dataLength;
   
    [data getBytes:&version range:NSMakeRange(0,2)];
    [data getBytes:&functionCode range:NSMakeRange(2,2)];
    [data getBytes:&isGzip range:NSMakeRange(4,1)];
    [data getBytes:&dataLength range:NSMakeRange(5,2)];
 
    
    socketModel.version = ntohs(version);
    socketModel.functionCode = ntohs(functionCode);
    socketModel.isGzip =  ntohs(isGzip);
    socketModel.dataLength = ntohs(dataLength);
    
//   if(socketModel.dataLength + 7 == data.length){
    NSData * jsonData =  [data subdataWithRange:NSMakeRange(7,socketModel.dataLength)];
    NSString * jsonStr = [[NSString alloc]initWithData:jsonData encoding:NSUTF8StringEncoding];
    socketModel.body = [self dictionaryWithJsonString:jsonStr];
//    }else{
//        NSLog(@"包头提示长度和实际长度不一样");
//    }
    ;
    return socketModel;
}

网络字节序和主机字节序

如果你认真看了的话,你会发现生成数据和解析数据的时候,我用了这两个ntohs htons函数,主要是生成的字节高低位和传输中的字节高低位不同。需要转换。
大端和小端(网络字节序和主机字节序)
大端(Big Endian):即网络字节序。
小端(Littile Endian):即主机字节序。
这里不得不感叹下API的丰富,方便了我们一批API调用者。
详解大端模式和小端模式

其他

至于一些比较基本的问题:心跳包、断线重连(断线重连要区分是自己主动断开还是网络异常)、GCDAsyncSocket的一些代理方法,百度太多见,就不重复介绍了。

事后看该方案存在一个问题:少包

如果接收区不够大,或者已经被占满,读不到剩下所有的包内容,需要增加一个buffer,保留不完整的包,继续去读取剩余的包内容。

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