詳解Swoole TCP流數(shù)據(jù)邊界問題解決方案

第詳解SwooleTCP流數(shù)據(jù)邊界問題解決方案目錄1.數(shù)據(jù)發(fā)送過程2.什么是數(shù)據(jù)邊界2.1代碼演示3.EOF解決方案3.1open_eof_check3.2open_eof_split3.3open_eof_check和open_eof_split差異4.固定包頭+包體解決方案5.總結6.擴展知識6.1字節(jié)序

1.數(shù)據(jù)發(fā)送過程

首先由客戶端將數(shù)據(jù)發(fā)往緩沖區(qū)(服務端并不是直接收到的)，對于客戶端來說，這次的數(shù)據(jù)即是發(fā)送成功了，對于服務端是否真正的收到他是不知道的，然后再由服務端從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)。圖解：

2.什么是數(shù)據(jù)邊界

因為TCP是流式傳輸，對于服務端來說并不知道此時在緩沖區(qū)內的數(shù)據(jù)是一次請求還是兩次請求的，所以在服務端接收數(shù)據(jù)時需要根據(jù)指定字符或約定長度來對數(shù)據(jù)進行分包，這個分包的標志即是數(shù)據(jù)邊界。否則可能會出現(xiàn)一次讀取兩條或多條數(shù)據(jù)，造成讀取、解析數(shù)據(jù)出錯。

2.1代碼演示

可以用代碼實現(xiàn)一下，假設客戶端死循環(huán)往緩沖區(qū)不停輸入“1”，即相當于每次的報文內容都是1，那么在服務端讀取時收到的數(shù)據(jù)就是隨機長度的。

客戶端代碼：

$client=newSwoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);

if($client-connect('',9501,-1)){

while(true){

$client-send(1);

$client-close();

服務端代碼：

$server=newSwoole\Server('',9501);

$server-on('connect',function($server,$fd){

echo"client:".$fd."connect";

$server-on('receive',function($server,$fd,$from_id,$data){

echo"receive:".$data.PHP_EOL;

$server-on('close',function($server){

});

運行結果

可以看到運行結果，服務端獲取到的數(shù)據(jù)完全是隨機的，有長有短，那么接下來我們說下如何解決這個問題。

3.EOF解決方案

第一種解決方案類似于我們http請求頭的分隔符，在每次發(fā)送的數(shù)據(jù)包結尾處使用\r\n(可以配置)來結尾，當服務端從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)指定字符來分割數(shù)據(jù)包，EOF有兩種配置方案：

3.1open_eof_check

首先放出配置方式：

$server-set([

'open_eof_check'=true,

'package_eof'="\r\n"

]);

這種配置方式會對客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)包進行檢測，當發(fā)現(xiàn)結尾是\r\n時，才會投遞給worker進程，也就是我們的onReceive回調，否則會一直拼接數(shù)據(jù)包，直到超出緩沖區(qū)或者超時才終止。但此方法有一個問題是可能會一次性收到多個數(shù)據(jù)包，因為他是從數(shù)據(jù)包的結尾處來進行檢查的，在數(shù)據(jù)內容中存在\r\n時程序并不會發(fā)現(xiàn)，需要我們自己在應用代碼中再次使用\r\n來拆分數(shù)據(jù)包。

客戶端運行代碼

$client=newSwoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);

if($client-connect('',9501,-1)){

while(true){

$send2="HelloWorld\r\n";

$client-send($send2);

$client-close();

服務端代碼

$server=newSwoole\Server('',9501);

$server-set([

'open_eof_check'=true,

'package_eof'="\r\n"

$server-on('connect',function($server,$fd){

echo"client:".$fd."connect";

$server-on('receive',function($server,$fd,$from_id,$data){

echo"receive:".$data;

$server-on('close',function($server){

$server-start();

運行結果

3.2open_eof_split

配置方式：

$server-set([

'open_eof_split'=true,

'package_eof'="\r\n"

]);

這種配置方式，服務端會對客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)逐個字符進行檢查，遇到\r\n就發(fā)送給worker進程，可以有效實現(xiàn)分包，但缺點是性能比較差。

運行結果：可以看到每次接收到一個HelloWorld（代碼我就不貼了，只把服務端set配置改一下，其他都一樣）

3.3open_eof_check和open_eof_split差異

open_eof_check只檢查接收數(shù)據(jù)的末尾是否為EOF，因此它的性能最好，幾乎沒有消耗

open_eof_check無法解決多個數(shù)據(jù)包合并的問題，比如同時發(fā)送兩條帶有EOF的數(shù)據(jù)，底層可能會一次全部返回

open_eof_split會從左到右對數(shù)據(jù)進行逐字節(jié)對比，查找數(shù)據(jù)中的EOF進行分包，性能較差。但是每次只會返回一個數(shù)據(jù)包

4.固定包頭+包體解決方案

引用一段官方文檔的描述：

包長檢測提供了固定包頭+包體這種格式協(xié)議的解析。啟用后，可以保證Worker進程onReceive每次都會收到一個完整的數(shù)據(jù)包。

長度檢測協(xié)議，只需要計算一次長度，數(shù)據(jù)處理僅進行指針偏移，性能非常高，推薦使用。

可見官方是推薦使用這種方式的，就是配置比其他方案要復雜一些，首先貼一下配置:

$server-set([

//打開包長檢測特性

'package_length_check'=true,

//包頭中某個字段作為包長度的值，底層支持了10種長度類型?？蓞⒖紁ack()方法

'package_length_type'='N',

//length長度值在包頭的第幾個字節(jié)。

'package_length_offset'=8,

//從第幾個字節(jié)開始計算長度，一般有2種情況：

//length的值包含了整個包（包頭+包體），package_body_offset為0

//包頭長度為N字節(jié)，length的值不包含包頭，僅包含包體，package_body_offset設置為N

'package_body_offset'=16,

//設置最大數(shù)據(jù)包尺寸，單位為字節(jié)

'package_max_length'=81920

]);

下面是一個數(shù)據(jù)包結構例子，可以很好的體現(xiàn)了字段含義。

以上通信協(xié)議的設計中，包頭長度為4個整型，16字節(jié)，length長度值在第3個整型處。因此package_length_offset設置為8，0-3字節(jié)為type，4-7字節(jié)為uid，8-11字節(jié)為length，12-15字節(jié)為serid。

下面來說一下代碼實現(xiàn)：

客戶端代碼：

$client=newSwoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP);

$data="123456789012345678901234567890"