[转]关于AS3 Socket和TCP不得不说的三两事

所谓socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。Socket通讯是我们开发多人在线游戏中的常用通讯方式，它主要有流式Socket（SOCK_STREAM）和数据报式Socket（SOCK_DGRAM）两种类别，AS3中我们一般使用的是基于TCP的流式socket，因此本文也主要讲解这一种方式。既然这篇文章主要讲解的是流式socket,那让我们来看看什么是TCP.

TCP是一种流协议（stream protocol）。这就意味着数据是以字节流的形式传递给接收者的，没有固有的"报文"或"报文边界"的概念。

从这方面来说，读取TCP数据就像从串行端口读取数据一样--无法预先得知在一次指定的读调用中会返回多少字节（ 也就是说能知道总共要读多少，但是不知道具体某一次读多少， 在AS3中的API表现为 socket. bytesAvailable. ）。

为了说明这一点，让我们来看一个例子:我们假设在主机A和主机B的应用程序之间有一条TCP连接，主机A有两条报文D1,D2要发送到B主机，并两次调用send(as3中即flush)来发送，每条报文调用一次。

那么，我们自然而然的希望两条报文是作为两个独立的实体，在各自的分组中发送，如图1：

这样的话，我们无需做任何特别的处理，便能够很容易的区分每一个独立的数据，并根据需求分别做相应的处理。 但现实往往是有所偏差的，实际的数据传输过程很可能不会遵循这个模型。而是会采用以下四种方式之一进行传输。如图2：

• D1和D2数据作为两个独立的分组，分别到达主机B；
• D1和D2合为一个整体组，一起到达主机B；
• D1的部分数据先到达主机B，剩下的D1数据和D2和在一组到达主机B；
• D1和D2的部分数据先到达主机B， D2后到达主机B；

实际上，可能的情况还不止4种。 既 然是深入，那我们来看看为何会产生以上几种传输方式，可能有些开发人员感觉不需要了解这些，但还是极力推荐适当了解，我们要知其然，也要知其所以然，这其 实也为我们后面进行网络编程提供了理论依据和优化思路。言归正题，往下看，让我们来了解下TCP协议，我们知道TCP提供了全双工，可靠的传输服务。

TCP 通过以下方式来提供可靠性：

• 应用数据被分割成T C P认为最适合发送的数据块。
• 当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。
• 当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒（一般200毫秒左右）。
• TCP将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错， TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。
• 既然T C P报文段作为I P数据报来传输，而I P数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要， T C P将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。
• 既然I P数据报会发生重复， T C P的接收端必须丢弃重复的数据。
• TCP 还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，这将防止较快主机致使较慢主 机的缓冲区溢出，比如，发送方要发送8Kb的数据到接收端，但接收端的缓冲区已经只剩下2K的空间了，那么发送方最多只能发2Kb的数据，那么这时候不得 不把数据拆分发送。

而为了防止网络的拥塞现象，TCP提出了一系列的拥塞控制机制与算法，比如Nagle算法等，这些也可以看做是产生半包，黏包现象的其中一方面因素吧。

基于以上原因，TCP提供的是可靠的字节流服务，它不在字节流中插入记录标识符（当然这里说的是数据本身，而不是为了数据传输底层加入的一些信息，如图3）， TCP 对字节流的内容也不作任何解释，它不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCII字符或者其他类型数据等，所以，对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释，这也是我们在写socket网络编程中所需 要做的事情。

如果想更多更深入了解网络方面的知识，可阅读这本经典书《TCP/IP详解》。 基于以上理论，我们可以来做个实验，使用AIR桌面程序做一个简单的服务端测试程序，以及建立一个AS工程客户端, 客户端和服务端连接成功之后，服务端发送200000次数据给客户端，每次发送一个整形数据后马上调用flush，代码如图4、图5：

图4

图5

当我们运行程序后发现，在200000次发送数据中，其实客户端最终的输出接收数据的次数远远少于200000次；那么这里有个结论：

当程序调用flush发送数据，只是从应用程序维护的一个缓存区拷贝到内核缓冲区，或者是说推入TCP协议栈中就返回了成功的标识，也就是说推进TCP协议栈的数据并不是马上发送的，TCP协议栈有自己的发送和控制策略。 所以这也解释了一些童鞋好奇为什么使用flush函数发送次数和数据接收事件响应次数不相等的原因以及半包、黏包现象产生的原因。

以 上讲的种种理论，最终还是为下面要讲的socket编程作铺垫的，标题写的深入，那么关于如何建立连接方面的这里不作讲解，可自行查阅相关内容，既然上面 我们说了，流式socket是以字节流的形式传输信息的，跟水流一样，没有边界，要做什么操作，传了什么内容，哪里是事情的开头，哪里又是事情的结尾，我 们完全是不知道的，所以我们一般在发送方需要对要传输的数据一定的格式，而接收方则按同样的规则解析这种格式，也就是我们常说的封包和拆包。也就是说我们 处理字节流是以包为单位进行处理的，包的结构一般如下，图6：

图6

一般是包头|Header|+包体|Body|+包尾|End|组成，有时候包尾部分也直接归入Body部分，形成|Header|+|Body|的结构。

包尾部分的信息一般用于校验包的完整性或者合法性等。

包头长度，信息字段的位置一般都是固定的，必须包含的字段一般有“包的长度（packetLen）”和“操作码(cmd)”（如图6），提供长度是为了方面我们解析数据包，而提供操作码是为了让程序知道，该条信息是要做什么操作。除以上两个字段，其他字段根据需要增减。

Socket数据处理流程：

既然上面我们人为的给数据进行了封包，那么我们处理数据就是以包为单位进行处理的。

1、 因为包头|Header|长度固定，当收到数据时，先检验缓冲区有效数据长度，是否大于等于包头长度，如果小于包头长度，则说明数据不够，则继续等待下一次数据的到来， 如果大于包头长度，则读取包头长度的数据，并按一定的格式解析包头数据，从包头中获取到包的长度（packetLen），此时包头处理基本完毕。

2、 根据包头读取到的packetLen，从而计算出包体部分的数据长度（比如bodyLen）,再判断缓存区剩余数据长度是否大于等于bodyLen,如果不是，同样等待， 如果是，则从缓存区读出包体部分，进而按照一定的格式读取里面的数据（例如readInt(),readShort()…）;此时包数据基本读取完毕！

3、 上面我们说过网络中的字节流没有界线的，因此我们该知道每次到达的数据，也就是缓冲区的数据，有可能不止一个数据包，因此需要循环执行 1,2步。

验证包的完整性和合法性：

之前说过我们在包尾或者是包体的最后位置会适当加上一些信息，来验证包的完整性或者合法性。

举个例子，我们通过一定的规则，把包体的数据位置顺序打乱，最后在包尾加上规则信息，以便接收端能按同样的规则解析还原数据，再通过两端比较，就知道包是否完整和合法等    其实要验证包是否合法，有很多的方法。

比如说判断包头操作码cmd的范围，传的数据长度是否跟包头声明的长度对应，或者整个包长度是否超过最大包的限制等等，不同的人有不同的做法，但目的基本是一样的。

时间有限，代码就不写了。

网络编程优化：

我们知道TCP有一系列的流量控制，网络拥塞控制的处理方案。但在AS3中，Adobe封装的太好了，导致很多底层东西AS目前都碰不了。 唯一我们能给点安慰的，就是基于TCP流量控制这一点上。

来重温一下：

TCP 还能提供流量控制。TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

因此我们很自然的想到，尽量保持接收方TCP缓冲区有足够的容量，以便较快发送主机能及时发出数据，防止阻塞。

既然这样，那么AS客户端的一般保险处理方式是采取“快读取慢解析”的一种思路，也就是说当有接收到数据，我们会使用ByteArray一次性读取缓冲区的数据，然后再进行解包操作。

不过这里有个疑问，大伙可以研究探讨： Socket 类和ByteArray类同样实现了IDataInput, IdataOutput接口，那是不是socket其实已经实现了跟我们利用ByteArray存取数据的预防措施呢，也就是说内部数据存储部分跟 ByteArray具有同样的实现，如果是的话，那我们是不需要做 （&&）部分提及的把缓存区数据一次性写进 ByteArray后再进行包解析操作的方式，如果不是，那么还是实现 （&&）：这一步来得保险，Adobe封装太好了，大伙可以研究下这里。