MQTT 鏈接

TCP屬于長(zhǎng)連接,會(huì)一直占用服務(wù)器資源较沪。http即用即斷逻翁,占用資源短
TCP“三次握手”:
第一次握手:客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器,并進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器確認(rèn)谈飒;
第二次握手:服務(wù)器收到syn包岂座,必須確認(rèn)客戶的SYN(ack=j+1),同時(shí)自己也發(fā)送一個(gè)SYN包(syn=k)杭措,即SYN+ACK包费什,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);
第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK包手素,向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)鸳址,此包發(fā)送完畢,客戶端和服務(wù)器進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)泉懦,完成三次握手稿黍。
我的理解大概是:
1: C端發(fā)送一個(gè)包給S端,告訴S端我要連接你
2: S端收到C端的連接請(qǐng)求崩哩,判斷下自身資源等情況巡球,然后返回一個(gè)包個(gè)C端,允許你連接
3: C端收到包邓嘹,知道S端已就緒酣栈,返回一個(gè)確認(rèn)包給S,雙方準(zhǔn)備就緒

四次揮手理解:
1: C端發(fā)送一個(gè)包給S端汹押,告訴S端我要斷開連接了
2:S端收到包矿筝,返回一個(gè)確認(rèn)包給C端,表示我知道了
3:S端準(zhǔn)備就緒后棚贾,發(fā)送一個(gè)包給C端窖维,告訴C我準(zhǔn)備斷開連接了
4 C發(fā)送一個(gè)確認(rèn)包給S,表示我知道你斷開了妙痹。
為什么有4次揮手铸史?2、3步不可以合并的原因是细诸,2步發(fā)生時(shí)S端可能正在往C端發(fā)送數(shù)據(jù)沛贪,所以只能等數(shù)據(jù)發(fā)送完畢再執(zhí)行3.

TCP的底層機(jī)制能保證發(fā)送方和接收方的數(shù)據(jù)一致。
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)震贵,即使只發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)利赋,也會(huì)包裝上ip,端口等信息而導(dǎo)致數(shù)據(jù)變大猩系,為了效率媚送,數(shù)據(jù)很可能會(huì)先存儲(chǔ)在一個(gè)緩存池中,等待一小會(huì)一起發(fā)送寇甸。數(shù)據(jù)量大時(shí)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)問題塘偎,如網(wǎng)絡(luò)擁堵等疗涉,包的大小也有各種限制,會(huì)導(dǎo)致一段數(shù)據(jù)拆分成若干小包發(fā)送吟秩,數(shù)據(jù)粘包現(xiàn)象由此產(chǎn)生咱扣。 接收數(shù)據(jù)時(shí)需要按照一定的格式進(jìn)行拆包處理,還原成發(fā)送時(shí)的樣子『溃現(xiàn)在普遍是采用header標(biāo)示闹伪,按照約定好的格式統(tǒng)一發(fā)送和接受處理。

以MQTT框架為例壮池。
發(fā)送數(shù)據(jù)組裝如下

- (NSData *)wireFormat {
    NSMutableData *buffer = [[NSMutableData alloc] init];
    UInt8 header; // header共一個(gè)字節(jié)偏瓤,即8位
    header = (self.type & 0x0f) << 4; //  左邊4位存儲(chǔ)type,
    if (self.dupFlag) { // 第5位存儲(chǔ)dupFlag
        header |= 0x08;
    }
    header |= (self.qos & 0x03) << 1; // 第6椰憋、7位存儲(chǔ)qos,因?yàn)閝os有三種狀態(tài)厅克,需要2位才能存儲(chǔ)的下
    if (self.retainFlag) {// 第8位存儲(chǔ)retainFlag
        header |= 0x01;
    }
    [buffer appendBytes:&header length:1];
    [buffer appendVariableLength:self.data.length];
    if (self.data != nil) {
        [buffer appendData:self.data];
    }
    return buffer;
}

一個(gè)完整的包由header(1個(gè)字節(jié)),包長(zhǎng)(一個(gè)或多個(gè)字節(jié))橙依,包內(nèi)容組成证舟, 例:心跳包為\xc0,占據(jù)兩個(gè)字節(jié)窗骑,二進(jìn)制為1100 0000 0000 0000褪储,前面8位一個(gè)字節(jié)為header,后面八位為包長(zhǎng). 其中header左邊4位為c慧域,對(duì)應(yīng)為心跳包MQTTPingreq類型。 包長(zhǎng)一個(gè)字節(jié)浪读,內(nèi)容為0昔榴,表示這個(gè)包沒有內(nèi)容

數(shù)據(jù)解析如下

- (void)decodeMessage:(NSData *)data {
   NSInputStream *stream = [NSInputStream inputStreamWithData:data];
   CFReadStreamRef readStream = (__bridge CFReadStreamRef)stream;
   CFReadStreamSetDispatchQueue(readStream, self.queue);
   [self openStream:stream];
}

- (void)openStream:(NSInputStream *)stream {
   [self.streams addObject:stream];
   stream.delegate = self;
   // 解析流的時(shí)候先用數(shù)組將流裝起來,防止上一個(gè)流還沒解析完成碘橘。只有一個(gè)流時(shí)才開始解析
   // 若數(shù)組中有多個(gè)流互订,則當(dāng)?shù)谝粋€(gè)流解析完成,再解析第二個(gè)痘拆,類似串形隊(duì)列
   if (self.streams.count == 1) {
       [stream open];
   }
}

- (void)stream:(NSStream *)sender handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode {
   MQTTDecoder *strongDecoder = self;
   (void)strongDecoder;
   NSInputStream *stream = (NSInputStream *)sender;
   if (eventCode & NSStreamEventHasBytesAvailable) {// 流中還有字節(jié)時(shí)會(huì)來到這里
       // self.state 默認(rèn)值是MQTTDecoderStateDecodingHeader仰禽,先解析header
       if (self.state == MQTTDecoderStateDecodingHeader) {
           UInt8 buffer;
           NSInteger n = [stream read:&buffer maxLength:1];
           if (n == -1) {
               self.state = MQTTDecoderStateConnectionError;
               [self.delegate decoder:self handleEvent:MQTTDecoderEventConnectionError error:stream.streamError];
           } else if (n == 1) {
               // header是一個(gè)字節(jié),解析完會(huì)進(jìn)入這里纺蛆,設(shè)置self.state為MQTTDecoderStateDecodingLength吐葵,解析包長(zhǎng)
               self.length = 0;
               self.lengthMultiplier = 1;
               self.state = MQTTDecoderStateDecodingLength;
               self.dataBuffer = [[NSMutableData alloc] init];
               [self.dataBuffer appendBytes:&buffer length:1];
               self.offset = 1;
           }
       }
       while (self.state == MQTTDecoderStateDecodingLength) {// 解析包長(zhǎng)
           UInt8 digit;
           NSInteger n = [stream read:&digit maxLength:1];
           if (n == -1) {
               self.state = MQTTDecoderStateConnectionError;
               [self.delegate decoder:self handleEvent:MQTTDecoderEventConnectionError error:stream.streamError];
               break;
           } else if (n == 0) {
               break;
           }
           [self.dataBuffer appendBytes:&digit length:1];
           self.offset++;
           self.length += ((digit & 0x7f) * self.lengthMultiplier);
           if ((digit & 0x80) == 0x00) {
               // 0x80為1000 0000,代碼來到這里表示digit的第一位為0桥氏,包長(zhǎng)解析完成温峭,設(shè)置self.state為MQTTDecoderStateDecodingData,退出循環(huán)
               self.state = MQTTDecoderStateDecodingData;
           } else {
               self.lengthMultiplier *= 128;
           }
       }
       if (self.state == MQTTDecoderStateDecodingData) {// 解析包實(shí)際數(shù)據(jù)
           if (self.length > 0) {
               NSInteger n, toRead;
               UInt8 buffer[768];
               toRead = self.length + self.offset - self.dataBuffer.length;
               if (toRead > sizeof buffer) {
                   toRead = sizeof buffer;
               }
               n = [stream read:buffer maxLength:toRead];
               if (n == -1) {
                   self.state = MQTTDecoderStateConnectionError;
                   [self.delegate decoder:self handleEvent:MQTTDecoderEventConnectionError error:stream.streamError];
               } else {
                   [self.dataBuffer appendBytes:buffer length:n];
               }
           }
           if (self.dataBuffer.length == self.length + self.offset) {
               // 因?yàn)閠cp保證發(fā)送方和接收方會(huì)完全一致字支,所以肯定會(huì)來到這里凤藏,代表一條發(fā)送方的完整數(shù)據(jù)解析完成
               // 重新設(shè)置self.state為MQTTDecoderStateDecodingHeader奸忽,則會(huì)重新解析header
               // 因?yàn)檎嘲鼏栴},這里有可能這個(gè)流還沒有解析完成揖庄,因?yàn)榱髦羞€有數(shù)據(jù)栗菜,這個(gè)代理方法還會(huì)再次被調(diào)用,重走流程
               [self.delegate decoder:self didReceiveMessage:self.dataBuffer];
               self.dataBuffer = nil;
               self.state = MQTTDecoderStateDecodingHeader;
           }
       }
   }
   if (eventCode & NSStreamEventEndEncountered) {// 一個(gè)流解析完成蹄梢,關(guān)閉流疙筹。若數(shù)組中還有流則取出第一個(gè)流開始解析
       if (self.streams) {
           [stream setDelegate:nil];
           [stream close];
           [self.streams removeObject:stream];
           if (self.streams.count) {
               NSInputStream *stream = (self.streams)[0];
               [stream open];
           }
       }
   }
}
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