Soul客户端自研IM -网络处理篇

纯爷们 · 4 年前

在编写网络层时，没有选用三方库GCDSyncSocket，因为对于熟悉网编的同学写出自己的网络库不是难题，但正在开发时却遇到几个需要注意的地方，在此分享一下。

1.在发送数据时

， intcnt = (int)write(self->_socketFD, data, size); 并不会立刻发送，会有一定时间的延时，经调研是tcp默认开启了nagle算法。
此算法让连接里同一时间只容许存在一个未被确认的数据段，当客户端给服务端发消息时，发消息A，此时服务端收到A后会返回个ack，而此时客户端又发了个消息B，如此时A的ack没有收到时，客户端会先把B存到发送缓存里，等收到ack或超过一定时长后再发送B。
同时服务端也并不会立刻返回ack，而是会在一定时长内等待发送其他应答消息，和ack一起发送。
这么做的目的是充分利用网络带宽，TCP总是希望尽可能的发送足够大的数据.

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但是在IM这种实时性比较高的业务场景中，此算法略显鸡肋，不如禁掉。
不过我选择的是另外一种方法：刷新发送缓存。

self->file = fdopen (self->_socketFD, "w+");
intcnt = (int)write(self->_socketFD, data, size);
fflush(self->file);

这样能实现和禁掉nagle算法相同的功能，并且主动权在开发者手里，可主动调用。

2.读取数据

(int)cnt = read(self->_socketFD,buffer,500);
有时无法一次性读到cnt = 500，猜想是因为tcp的流量控制，某一时刻接收缓存区空间不够，接收窗口告知发送窗口空间不够，发送方无法一次发送全部数据。
所以要多次read，以读到指定的length。

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伪代码如：
int needsize = 500；
int alreadyGetSize = 0;
while(1)
int cnt = (int) read(self->_socketFD, buffer,needsize);
alreadyGetSize += cnt;
if (alreadyGetSize == needsize ) {
printf("获取完毕")；
}

3. connect超时机制

做到这里时，因为connect默认是阻塞式的，完全不处理大概阻塞个几分钟都有可能。而我们所能容忍的是5秒，如何让connect在阻塞时结束是关键。
而GCDAsyncsocket做法是，额外开一个线程定时器，如在5s内connect成功则关掉定时器，如5s到达时则close socket。
这么做是可以的，但我的设想是，如果能在一个线程里去完成超时任务，节省线程开销岂不是更好，而且GCDAsyncsocket 里用gcd实现timer，block嵌套较深，复杂难懂。
既然connect是阻塞的，那么改成非阻塞就好了。
//为设置超时时间，套接字阻塞->非阻塞
if(fcntl(self->_socketFD,F_SETFL,fcntl(self->_socketFD,F_GETFL) |O_NONBLOCK)<0) {
      NSLog(@"FCNTL Error");
      return Connect_Failed;
}

//建立三路握手
intconnected =connect(self->_socketFD, (conststructsockaddr*)[databytes], (socklen_t)[datalength]);
然后用select函数监听套接字状态变化
//设置connect阻塞时间
tm.tv_sec = ConnectTimeOut;
tm.tv_usec=0;
FD_ZERO(&sockfd_set);
FD_SET(self->_socketFD,&sockfd_set);
selectVal =select(self->_socketFD+1,NULL, &sockfd_set,NULL, &tm);
switch(selectVal) {
      case-1: {
         NSLog(@"Get Select Connect Failed");
         ret =Connect_Failed;
      }
      case0: {
         ret =Connect_Failed;
         NSLog(@"Time Out To Connect Failed");
      }
         break;
      default: {
         if(FD_ISSET(self->_socketFD,&sockfd_set)) {
            if(getsockopt(self->_socketFD,SOL_SOCKET,SO_ERROR, &error, (socklen_t*)&len) <0) {
                  ret =Connect_Failed;
            }
            NSLog(@"error=%d\n",error);
            if(error ==0) {
                  ret =1;
            }
            else{
                  ret =0;
                  errno= error;
                  NSLog(@"error=%d\n",error);
            }
         }
      }
         break;
}
最后别忘记把套接字再改回阻塞式的
fcntl(self->_socketFD, F_SETFL, fcntl(self->_socketFD,F_GETFL) &~ O_NONBLOCK);
这样在当前线程就可完成连接超时机制。

4.异常close 问题

在soul上线一段时间之后，会发现一个很奇怪的bug，我对对方发的消息全失败，却能收到对方的消息。
经调研发现，当客户端A异常关闭close时，实际上只关闭了socket的写操作，同时发送finA表示关闭了A到B的数据传送，B收到finA后回个ack代表收到，然后B再回A一个finB，代表B关闭了到A的数据传递，而假设因为网络异常原因finA没有发送到B，或者B没有发送finB会如何呢？很可能会出现上面描述的bug，反之亦然。

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目前的解决方案是，当A发送close后，立刻重连，当服务端收到重连请求后，立刻根据用户Id查询此用户有无重复连接在保持中，如有则主动断开，去进行新的连接。
难点在于后端需要为每个用户维持一个连接记录，建立一个连接则把这个连接标记，记录下来。
当下一个连接请求到来时，close掉连接记录里的所有连接，再去应答新连接。