t-io網路程式設計基礎知識介紹

一、 應用層和傳輸層

以http協議為例，我們在訪問一個網站時，瀏覽器會透過TCP協議傳送如下字串到伺服器的應用層 ：

GET /test/abtest HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/64.0.3282.186 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8
Cookie: PHPSESSID=970260278652571648

程式除錯截圖 (tio的HttpRequest.toString())

這些字串就是應用層資料，應用層資料是按照一定格式來組織的，這個格式就是應用層協議，譬如 http協議。

傳輸層在往應用層傳遞資料時，並不保證每次傳遞的資料是一個完整的應用層資料包（以 http協議為例，就是並不保證應用層收到的資料剛好可以組成一個http包），這就是我們經常提到的半包和粘包。傳輸層只負責傳遞byte[]資料，應用層需要自己對byte[]資料進行解碼，以http協議為例，就是把byte[]解碼成http協議格式的字串。

具體請參考：

二、 ByteBuffer

引言

ByteBuffer是nio/aio程式設計所必須掌握的一個資料結構，也是掌握tio所必須要學會的基礎知識。

設想你不懂Map，不懂List，不懂Set，那麼你在程式設計領域將會一事無成，同樣的道理，如果你不懂ByteBuffer，你無法在nio/aio程式設計領域立足

初識ByteBuffer

我們可以把bytebuffer理解成如下幾個屬性組成的一個資料結構

byte[] bytes: 用來儲存資料

int capacity: 用來表示bytes的容量，那麼可以想像capacity就等於bytes.size()，此值在初始化bytes後，是不可變的。

int limit: 用來表示bytes實際裝了多少資料，可以容易想像得到limit <= capacity，此值是可靈活變動的

int position: 用來表示在哪個位置開始往bytes寫資料或是讀資料，此值是可靈活變動的

一圖感知一下ByteBuffer

具體請參考：

建立 ByteBuffer

ByteBuffer.allocate(int cap)即可建立一個指定容器大小的ByteBuffer，見圖

往ByteBuffer中寫入資料

呼叫 ByteBuffer.put(byte b)即可ByteBuffer中寫入一個位元組，見圖

從ByteBuffer讀取資料

對於剛剛寫好的 bytebuffer，我們要讀取它的內容，需要先設定一下position和limit，否則讀的位置就不對

接下來呼叫 ByteBuffer.get()即可讀取一個位元組，在讀取資料的同時，ByteBuffer的position也會跟關位移，見圖

三、 半包和粘包：正確斷句才能溝通

半包

顧名思義，就是收到了半個包，這個時候不足以組成一個應用層的包。就像你要對你喜歡的人說 “我喜歡你”，但是因為喝水嚥著了，第一次只說了“我”字，第二次說了個“喜”字，第三個次了個“歡你”，那麼就發生了半包問題，對方只有等待你說完這 4 個字後才知道你是想說“我喜歡你”！

用 http 協議為例，展示半包場景

粘包

粘包與半包相反，就是把多個想說的話，一口氣說完了，對方反應不過來，得把你的話拆開一條一條地理解

 

用 http 協議為例，展示粘包場景

說明： http 協議是一來一回的，所以正常場景是不會有粘包的，但 pipeline 模式下是允許一方連續發多個請求的，所以會有粘包產生

 

為何坑人無數

初涉網路程式設計的同學，往往認為每次收到的資料剛好是一個完整的資料包

於是當網路不好，或是訊息包過大時，半包的情況就發生了，而程式並沒有考慮到半包的情況，結果就是解碼失敗，導致訊息丟失

當通訊的對方把多條業務資料包放在一個 TCP 包中發過來時，粘包就產生了，而程式沒有考慮到一次 TCP 收包會收到多個業務包，從而解析到第一個業務包後把後面的業務包丟棄了

百度一下半包粘包，一定會搜到很多記錄，這也證明這倆貨確實坑人無數，所以看完本節內容，你還會繼續犯半包粘包的錯嗎？

具體請參考：