Java实现socket进程通信.doc

1 场景当用socket进行进程通信，传输数据的时候，会出现以下一些情况：（1）完整的一条消息被系统拆分成几条发送，例如要发送一条消息：Hello World ，却被系统分成两条消息发送，分别为：Hello 和 World。（2）几条独立的消息被系统合成一条消息发送，例如要发送两条消息分别为：a memory from my past和its been a year，却被系统和成一条消息发送：a memory from my pastits been a year。这个时候，需要为socket通信设计一种通信协议，以保证数据的准确性。2 协议格式通信协议设计如下：Head：帧头，2个字节，此处为0xa5a5Type：通信类型，1个字节，范围0x000xffData Length：数据长度，1个字节，即Data的字节总数，Data：实际传输的数据，长度不定CS：校验值，1个字节，type、data length、data三个域所有字节的异或值，实际中并没用到校验End：帧尾，2个字节，此处为0xbeef3 程序设计3.1解析思路假设socket客户端C和服务端S通信，C向S发送消息M1。1、 S收到消息M1。S把消息M1拷贝到缓存Q中，Q为循环队列。假如M1的长度大于Q的剩余空间，则只拷贝剩余空间大小的字节到Q。2、 从Q的当前指针开始，查找帧头。如果找到，则当前指针向后移2个字节位置，继续查找；如果没找到，则删除前1个字节，当前指针向后移1个字节位置，继续查找3、 从Q的当前指针开始，查找。如果Q中至少还剩一个字节，则表示找到，当前指针向后移1个字节位置，否则退出解析。4、 从Q的当前指针开始，查找。如果Q中至少还剩一个字节，则表示找到，当前指针向后移1个字节位置，否则退出解析。5、 从Q的当前指针开始，向后移DataLength个字节位置，查找。如果找到，则从Q中取出一条完整的消息P1，并从Q中删除此消息空间，调用外部的回调函数；否则删除帧头的第一个字节a5，当前指针指向帧头第二个字节a5位置，从步骤2开始，重新一轮解析。3.2数据结构查找策略枚举，用于查找时判断查找帧结构的哪个部位：cppview plaincopy1. typedefenum2. SEARCH_HEAD,3. SEARCH_TYPE,4. SEARCH_LEN,5. /SEARCH_CS,6. SEARCH_END,7. SEARCH_NONE8. cache_strategy;消息结构体，用于存储从缓存中解析出的数据：cppview plaincopy1. typedefstruct2. unsignedchardataSOCKET_MSG_SIZE;/data3. intlen;4. unsignedchartype;5. socket_msg;回调函数，用于从缓存中解析出消息时调用：cppview plaincopy1. typedefvoid(*tp_socket_msg_handle)(intfd,socket_msg*msg,void*args);循环队列，用于缓存接收到的数据：cppview plaincopy1. typedefstruct2. unsignedcharbufSOCKET_MSG_CACHE_SIZE;/bufferforstoringdatareadfromclient3. intfront;4. intrear;5. intcurrent;6. intlen;7. inttag;/markthatwhetherthecacheisfull,1-full,0-notfull8. cache_strategystrategy;9. tp_socket_msg_handlehandle;/callbackfunctiontoinvokewhenamessageisparsedout10. void*args;/externalparameter11. socket_msgrecv_msg;/parsedmessage12. 13. socket_cache;3.3 关键实现1、把接收到的数据存储到缓冲中，并准备解析：cppview plaincopy1. /copytheunparseddatatocache,andparsedthem2. intsocket_msg_pre_parse(3. intfd,4. socket_cache*cache,5. unsignedchar*buf,6. intlen,7. void*args)8. 9. intn=0;10. unsignedchar*p=buf;11. /whenreadingbufferslengthisgreaterthancachesleftlength,12. /weshouldcopymanytimes.13. cache-args=args;14. while(1)15. n=socket_msg_cpy_in(cache,p,len);16. if(n=0)17. returnFALSE;/cacheisfull18. 19. /parseandhandlesocketmessagefromcache20. socket_msg_parse(fd,cache);21. 22. if(n=len)23. returnTRUE;/copycompleted24. 25. /movethepointer26. p=p+n;27. len=len-n;28. 29. 30. returnTRUE;31. 32. 2、递归解析消息：cppview plaincopy1. /parsedthepackageddata,andinvokecallbackfunction2. voidsocket_msg_parse(intfd,socket_cache*cache)3. 4. intcurrent_len;5. intp,q;6. inti;7. intfind;8. 9. if(cache-front=cache-rear&cache-tag=0)10. /D(socketcacheisempty!n);11. return;12. 13. 14. /calculatethecurrentlengthofcache15. if(cache-current=cache-front)16. current_len=cache-len-(cache-current-cache-front);17. 18. else19. current_len=cache-rear-cache-current;20. 21. 22. switch(cache-strategy)23. caseSEARCH_HEAD:/tofindaHeadformatincache24. if(current_lenSOCKET_MSG_HEAD_SIZE)25. return;26. 27. find=FALSE;28. for(i=0;icurrent;30. q=(cache-current+1)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;31. if(cache-bufp=(SOCKET_MSG_HEAD8)&32. (cache-bufq=(SOCKET_MSG_HEAD&0xff)33. 34. find=TRUE;35. break;/exitforloop36. 37. else38. /currentpointermovetonext39. cache-current=q;40. /deleteoneitem41. cache-front=cache-current;42. cache-len-;43. cache-tag=0;44. 45. 46. 47. if(find=TRUE)48. /move2itemstowardsnext49. cache-current=(cache-current+2)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;50. /wefoundtheheadformat,goontofindTypebyte51. cache-strategy=SEARCH_TYPE;52. 53. else54. /ifthereisnoheadformat,deletepreviouseitems55. LOGE(socketmessagewithouthead:%x!n,SOCKET_MSG_HEAD);56. /goontofindHeadformat57. cache-strategy=SEARCH_HEAD;58. 59. break;60. 61. caseSEARCH_TYPE:/tofindthetypebyteincache62. if(current_lentype=cache-bufcache-current;67. cache-recv_msg.type=cache-bufcache-current;68. cache-current=(cache-current+1)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;69. /wefoundTypebyte,goontofindDatalenformat70. cache-strategy=SEARCH_LEN;71. break;72. 73. caseSEARCH_LEN:/tofindthedatalenbyteincache74. if(current_lenbufcache-currentSOCKET_MSG_DATA_SIZE)78. LOGE(thedatalenofmessageoutofsize:%d!n,SOCKET_MSG_DATA_SIZE);79. /deletethefristitema580. /moveback2items81. cache-current=cache-current=2?(cache-current-2):(SOCKET_MSG_CACHE_SIZE-2+cache-current);82. cache-front=cache-current;83. /lengthsub284. cache-len-=2;85. cache-tag=0;86. /goontofindHeadformat87. cache-strategy=SEARCH_HEAD;88. 89. else90. /getthevalueofdatalen91. /cache-data_len=cache-bufcache-current;92. cache-recv_msg.len=cache-bufcache-current;93. cache-current=(cache-current+1)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;94. /wefounddatalenbyte,goontofindEndformat95. cache-strategy=SEARCH_END;96. 97. break;98. 99. 100. 101. caseSEARCH_END:102. if(current_lenrecv_msg.len+SOCKET_MSG_END_SIZE)103. return;104. 105. /becausewehaveknownthedatabyteslen,sowemovethevery106. /distanceofdatalentoseeifthereisEndformat.107. p=(cache-current+cache-recv_msg.len)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;108. q=(cache-current+cache-recv_msg.len+1)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;109. if(cache-bufp=(SOCKET_MSG_END8)&110. (cache-bufq=(SOCKET_MSG_END&0xff)111. socket_msg_cpy_out(cache,cache-recv_msg.data,cache-current,cache-recv_msg.len);112. if(cache-handle!=NULL)113. /cache-handle(fd,cache-buf+cache-data_index,cache-data_len);114. cache-handle(fd,&cache-recv_msg,cache-args);115. 116. /deleteallpreviousitems117. cache-current=(q+1)%SOCKET_MSG_CACHE_SIZE;118. cache-front=cache-current;119. cache-len-=(cache-recv_msg.len+SOCKET_MSG_FORMAT_SIZE);120. cache-tag=0;121. 122. 123. else124. LOGE(socketmessagewithoutend:%x!n,SOCKET_MSG_END);125. /deletethefristitema5126. /moveback3items127. cache-current=cache-current=3?(cache-current-3):(SOCKET_MSG_CACHE_