TCP 通信

创建 TCP 通信

net 模块实现了底层通信接口

通信过程

创建服务端：接收和回写客户端数据
创建客户端：发送和接收服务端数据
数据传输：内置服务事件和方法读写数据

通信事件 & 方法

listening 事件：调用 server.listen 方法之后触发
connection 事件：新的连接建立时触发
close 事件：当 server 关闭时触发
error 事件：当错误出现时触发
data 事件：当接受到数据的时候触发
write 方法：在 socket 上发送数据，默认是 UTF8 编码
end 操作：当 socket 的一段发送 FIN 包时触发，结束可读端

// server.js
const net = require("net");

// 创建服务端实例
const server = net.createServer();

const PORT = 3306,
  HOST = "localhost";

// 开启服务
server.listen(PORT, HOST);

// 订阅事件
server.on("listening", () => {
  console.log(`服务端已经开启在 ${HOST}:${PORT}`);
});

// 接收消息 回写消息
server.on("connection", (socket) => {
  // socket 就是 netSocket 的实例
  socket.on("data", (chunk) => {
    const msg = chunk.toString();
    console.log(msg);

    // 回数据
    socket.write(Buffer.from(`hello ${msg}`));
  });
});

server.on("close", () => {
  console.log("服务端关闭了");
});

server.on("error", (err) => {
  if (err.code === "EADDRINUSE") {
    console.log("地址正在被使用");
  } else {
    console.log(err);
  }
});

// client.js
const net = require("net");

// 创建客户端实例
const client = net.createConnection({ port: 3306, host: "localhost" });

const dataArr = ["已连接1", "已连接2", "已连接3", "已连接4"];

client.on("connect", () => {
  client.write("已连接0");
});

client.on("data", (chunk) => {
  console.log(chunk.toString());
});

client.on("error", (err) => {
  console.log(err);
});

client.on("close", () => {
  console.log("客户端断开连接");
});

☞ 完整代码案例

TCP 粘包及解决

TCP 数据粘包

通信包含数据发送端和接收端，发送端在工作的时候会累积数据进行统一发送，接收端也会缓存数据之后再消费。

这样的处理好处是可以减少 IO 操作带来的性能消耗，缺点是对于数据的使用会出现粘包的问题。

在上述的过程中还存在一个问题：数据是存在缓存中的，TCP 拥塞机制决定了数据的发送时机。

TCP粘包的体现

如上图所示，为数据粘包的体现，我们这里期望的结果是得到四次回复而不是一次。

解决方案

拉长发送时间间隔【不建议】
通过封包拆包处理（核心思想：按照约定好的自定义规则将数据打包，在使用数据的时候按照规则进行拆包）不会影响数据发送的效率【建议使用】

数据的封包与拆包

使用长度编码的方式约定通信双方的数据传输方式。

将被传输的消息分为定长的消息头(header) 和不定长的消息体(body)，同时将头部分为序列号和消息长度两个部分。

数据的封包

为了区分不同的消息包，在消息头中拆出”序列号“来存放编号，为了确定每次取多少长度的内容，拆出来定义每条数据长度的”消息长度“。

数据传输过程

进行数据编码，将数据转换为二进制（在转换的过程中按照上述的规则将数据进行封装）
数据接收方获取到数据后，按规则拆解数据，获取指定长度的数据（将二进制解码为字符串）

Buffer 数据读写

writeInt16BE: 将 value 从指定位置写入（往内存中写入数据）
readInt16BE: 从指定位置开始读取数据（从内存中读取数据）

备注

为什么要将数据进行打包?

因为这样就可以避免客户端连续多次发送数据时产生粘包现象。
自定义包的约束规则？

在 body 的前面拼上 header,在 header 里面去定义下当前包的编号以及当前想要读取包的内容长度，最后就可以自定义规则来实现数据的编码和解码

class TransformCode {
  constructor() {
    this.packageHeaderLen = 4; // header 总长度 4个字节
    this.serialNum = 0; // 序列号
    this.serialLen = 2; // 消息长度
  }

  /**
   * 编码
   * @param {*} data 要编码的数据
   * @param {*} serialNum 数据包的编号
   */
  encode(data, serialNum) {
    // 将数据变为二进制
    const body = Buffer.from(data);

    /* 封装header */
    // 1 按照指定的长度申请一片内存空间
    const headerBuf = Buffer.alloc(this.packageHeaderLen);

    // 2 将序列号写入
    headerBuf.writeInt16BE(serialNum || this.serialNum);
    // 将数据总长度写入 需要跳过序列号
    headerBuf.writeInt16BE(body.length, this.serialLen);

    if (serialNum === undefined) {
      this.serialNum++;
    }

    return Buffer.concat([headerBuf, body]);
  }

  /**
   * 解码
   * @param {*} buffer 要解码的数据
   */
  decode(buffer) {
    const headerBuf = buffer.slice(0, this.packageHeaderLen);
    const bodyBuf = buffer.slice(this.packageHeaderLen);

    return {
      serialNum: headerBuf.readInt16BE(),
      bodyLength: headerBuf.readInt16BE(this.serialLen),
      body: bodyBuf.toString(),
    };
  }

  // 获取包长度
  getPackageLen(buffer) {
    if (buffer.length < this.packageHeaderLen) return 0;
    return this.packageHeaderLen + buffer.readInt16BE(this.serialLen);
  }
}

module.exports = TransformCode;

☞ 完整 TCP 粘包数据封包拆包解决方案实现

TCP 通信

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TCP 粘包及解决​

数据的封包与拆包​

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