关于Java的TCP编程中需要注意的一些坑,因为我踩过

TCP连接就是传说中的长连接,有所谓的3此握手来保证消息一定可达,在java中,TCP传输的方式属于流数据传输,而流数据传输的特点就是数据到达的顺序是固定的,比如说数据A写入到TCP连接中,数据B接着再写入到TCP连接中,数据C再写入TCP连接,那么在另一端,如果数据不丢失,那么A到达后,B到达,C再到达;当B丢失了,那么就是A到达,B丢失,C这时候也不会到达,因为TCP连接是可靠连接,一定会确保B到达了之后才会再去处理C数据,因此要么只收到A,B和C都丢失(TCP连接断开),要么A收到后过一段时间重新发送B和C,然后另一端再接收B,C,最后数据接收的顺序还是A,B,C,而绝对不可能出现A,C或者B,C的情况;
TCP数据传输还存在一个粘包问题,之所以会出现数据粘包就是因为TCP数据传输是流数据传输,假设数据包A是10个字节,数据包B是20字节,数据包C是30字节,那么发送顺序是A,B,C,这时候TCP连接的流里面就有10+20+30=60个字节,但是有可能由于网络原因这60个字节并不会一次性都发出去,有可能先发了15个字节,再发20个字节,再发30个字节,那么在接收端就会连续收到三次数据,但是接收端必须对每次接收到的数据进行处理,第一次接收到了15个字节,而A只有10个字节,那么多出来的5个字节就是B的,这时候就出现了粘包,就是说数据包B的部分数据粘在的数据包A后面了,所以在接收端要截取完整的数据包再进行处理,把多出来的5个字节缓存起来等待接收B数据,以此类推UDP就不存在粘包的问题,UDP发送的数据包都是一个完整的包,因此接收端收到的包也会是一个完整的数据包,但是UDP每次发送的数据包大小是有限的,最大不超过【UDP中的总长度字段为2字节 所能表示的最大数为65535 UDP协议头本身占据了8字节 所以所能发送的最大数据长度是65535-8=65527】,而且UDP在网络环境不好的情况下容易丢失,丢失了也不会通知到发送方或者接收方,所以UDP是不可靠连接,但是UDP连接并不会一直维持一条从发送放到接收方的连接,发送方只要把数据扔出去就结束了发送流程,而接收方只是开一个指定的端口并监听这个端口,有数据来就处理,没数据就不管,所以UDP连接省资源,在不丢失数据的情况下发送的效率比较高,占用内存少,而TCP是时时刻刻维持一个长连接,比较耗资源,占用较多内存

在移动开发中,IM一般采用TCP长连接,TCP长连接会遇到一下几个问题 :

耗资源,增加app的耗电量;占内存,增加app的运行内存,提升了在手机休眠情况下app被系统杀死的概率,导致TCP连接断开,消息无法即时收到
IM开发中一般有一个心跳包的概念,为什么要心跳包呢?因为网络运营商中有一个NAT超时,大部分移动无线网络运营商都在链路一段时间没有数据通讯时,会淘汰NAT【(Network Address Translation,NAT)。简单的说运营商的网关需要维护一个外网IP、端口到内网IP、端口的对应关系,以确保内网的手机可以跟Internet的服务器通讯】表中的对应项,造成链路中断。NAT超时是影响TCP连接寿命的一个重要因素(尤其是国内),所以客户端自动测算NAT超时时间,来动态调整心跳间隔
android设备的一个bug,从网上查到的,DHCP租期到了不会主动续约并且会继续使用过期IP,这会导致TCP连接编程无效连接,参考网上资料DHCP租期
最近碰到一个问题就是app开一个TCP连接成功连到服务器,然后手机锁屏休眠,过一段时间后(可能是几个小时)会发现这条TCP连接变成无效连接了,我从后台服务器查看手机设备的TCP连接确实是断开了,但是手机app代码检测TCP连接中Socket连接却显示连接正常,并且连接也没有任何中断异常,然后手机发送数据也是正常write成功,但是实际上服务器根本没有收到手机发送过来的数据,也就是说手机app的连接判断都是错误的,这种情况下TCP连接判断都是正常的,但是这条TCP连接确实无效不可用的,只有把这条TCP连接主动断开重新连接才能正常收发数据,服务器才能重新显示设备的TCP连接成功,我估计这个很有可能就是3造成的,有可能DHCP租期到了,但是没有继续续约,而采用过期IP,那么手机到运营商的网关的网络是通的,而由于目标服务器的IP已经过去,导致网关无法帮手机app路由消息
关于TCP连接状态的判断,在java里面是提供了isClosed()和isConnected()判断的是本地的状态,想要判断TCP连接是否真的有效: socket.sendUrgentData(0xff),这个是立即发送一个字节数据,如果服务端的Socket没有开启setOOBInline(true)的话是会默认忽略这个收到的字节的,所以如果字节数据发送成功就说明连接可用,如果字节数据发送不成功就会抛出异常,说明连接不可用
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