关于tcp数据传输的问题……

这是我网络中找的参考，希望对你有帮助。

在多线程任务中，TCP任务通过三次握手能建立可靠的连接，但是经常会发生在数据传输或通信时发生网络突然断开或者长时间连接空循环监听而未进行 *** 作，需要在软件设计时考虑程序运行中检测到服务器对客户端的这一“虚连接”现象。

如果主机崩溃，write是否阻塞取决于内核的tcp缓冲区，但read将一直阻塞，直到超时ETIMEOUT，或由于某些中间路由器的原因返回EHOSTUNREACH/ENETUNREACH。select不能检测到该情况。

如果主机崩溃并重起，客户的write到达主机时主机响应RST，客户的read将返ECONNRESET。

此处的”非正常断开”指TCP连接不是以优雅的方式断开,如网线故障等物理链路的原因,还有突然主机断电等原因

。

心跳机制

有两种方法可以检测:1.TCP连接双方定时发握手消息

2.利用TCP协议栈中的KeepAlive探测

第二种方法简单可靠,只需对TCP连接两个Socket设定KeepAlive探测,所以本文只讲第二种方法在Linux,Window2000下的实现(在其它的平台上没有作进一步的测试)

1）Windows平台

C代码

//定义结构及宏

struct TCP_KEEPALIVE {

u_longonoff

u_longkeepalivetime

u_longkeepaliveinterval

}

#define SIO_KEEPALIVE_VALS _WSAIOW(IOC_VENDOR,4)

//KeepAlive实现

TCP_KEEPALIVE inKeepAlive = {0}//输入参数

unsigned long ulInLen = sizeof(TCP_KEEPALIVE)

TCP_KEEPALIVE outKeepAlive = {0}//输出参数

unsigned long ulOutLen = sizeof(TCP_KEEPALIVE)

unsigned long ulBytesReturn = 0

//设置socket的keep alive为5秒，并且发送次数为3次

inKeepAlive.onoff = 1

inKeepAlive.keepaliveinterval = 5000//两次KeepAlive探测间的时间间隔

inKeepAlive.keepalivetime = 5000//开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间

if (WSAIoctl((unsigned int)s, SIO_KEEPALIVE_VALS,

(LPVOID)&inKeepAlive, ulInLen,

(LPVOID)&outKeepAlive, ulOutLen,

&ulBytesReturn, NULL, NULL) == SOCKET_ERROR)

{

ACE_DEBUG ((LM_INFO,

ACE_TEXT ("(%P|%t) \WSAIoctl failed. error code(%d)!\n"), WSAGetLastError()))

}

//定义结构及宏 struct TCP_KEEPALIVE { u_longonoffu_longkeepalivetimeu_longkeepaliveinterval} #define SIO_KEEPALIVE_VALS _WSAIOW(IOC_VENDOR,4) //KeepAlive实现 TCP_KEEPALIVE inKeepAlive = {0}//输入参数 unsigned long ulInLen = sizeof(TCP_KEEPALIVE)TCP_KEEPALIVE outKeepAlive = {0}//输出参数 unsigned long ulOutLen = sizeof(TCP_KEEPALIVE)unsigned long ulBytesReturn = 0//设置socket的keep alive为5秒，并且发送次数为3次 inKeepAlive.onoff = 1inKeepAlive.keepaliveinterval = 5000//两次KeepAlive探测间的时间间隔 inKeepAlive.keepalivetime = 5000//开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间 if (WSAIoctl((unsigned int)s, SIO_KEEPALIVE_VALS, (LPVOID)&inKeepAlive, ulInLen, (LPVOID)&outKeepAlive, ulOutLen, &ulBytesReturn, NULL, NULL) == SOCKET_ERROR) { ACE_DEBUG ((LM_INFO, ACE_TEXT ("(%P|%t) \WSAIoctl failed. error code(%d)!\n"), WSAGetLastError()))}

2）Linux平台

C代码

#include

……

////KeepAlive实现

//下面代码要求有ACE,如果没有包含ACE,则请把用到的ACE函数改成linux相应的接口

int keepAlive = 1//设定KeepAlive

int keepIdle = 5//开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间

int keepInterval = 5//两次KeepAlive探测间的时间间隔

int keepCount = 3//判定断开前的KeepAlive探测次数

if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void*)&keepAlive,sizeof(keepAlive)) == -1)

{

ACE_DEBUG ((LM_INFO,

ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt SO_KEEPALIVE error!\n")))

}

if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPIDLE,(void *)&keepIdle,sizeof(keepIdle)) == -1)

{

ACE_DEBUG ((LM_INFO,

ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPIDLE error!\n")))

}

if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL,(void *)&keepInterval,sizeof(keepInterval)) == -1)

{

ACE_DEBUG ((LM_INFO,

ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPINTVL error!\n")))

}

if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPCNT,(void *)&keepCount,sizeof(keepCount)) == -1)

{

ACE_DEBUG ((LM_INFO,

ACE_TEXT ("(%P|%t)setsockopt TCP_KEEPCNT error!\n")))

}

心跳机制：定时发送一个自定义的结构体(心跳包)，让对方知道自己还活着，以确保连接的有效性。

网络中的接收和发送数据都是使用WINDOWS中的SOCKET进行实现。但是如果此套接字已经断开，那发送数据和接收数据的时候就一定会有问题。可是如何判断这个套接字是否还可以使用呢？这个就需要在系统中创建心跳机制。其实TCP中已经为我们实现了一个叫做心跳的机制。如果你设置了心跳，那TCP就会在一定的时间（比如你设置的是3秒钟）内发送你设置的次数的心跳（比如说2次），并且此信息不会影响你自己定义的协议。所谓“心跳”就是定时发送一个自定义的结构体（心跳包或心跳帧），让对方知道自己“在线”。以确保链接的有效性。

所谓的心跳包就是客户端定时发送简单的信息给服务器端告诉它我还在而已。代码就是每隔几分钟发送一个固定信息给服务端，服务端收到后回复一个固定信息如果服务端几分钟内没有收到客户端信息则视客户端断开。比如有些通信软件长时间不使用，要想知道它的状态是在线还是离线就需要心跳包，定时发包收包。发包方：可以是客户也可以是服务端，看哪边实现方便合理。一般是客户端。服务器也可以定时轮询发心跳下去。心跳包之所以叫心跳包是因为：它像心跳一样每隔固定时间发一次，以此来告诉服务器，这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，是没有什么特别规定的，不过一般都是很小的包，或者只包含包头的一个空包。在TCP的机制里面，本身是存在有心跳包的机制的，也就是TCP的选项。系统默认是设置的是2小时的心跳频率。但是它检查不到机器断电、网线拔出、防火墙这些断线。而且逻辑层处理断线可能也不是那么好处理。一般，如果只是用于保活还是可以的。心跳包一般来说都是在逻辑层发送空的包来实现的。下一个定时器，在一定时间间隔下发送一个空包给客户端，然后客户端反馈一个同样的空包回来，服务器如果在一定时间内收不到客户端发送过来的反馈包，那就只有认定说掉线了。只需要send或者recv一下，如果结果为零，则为掉线。但是，在长连接下，有可能很长一段时间都没有数据往来。理论上说，这个连接是一直保持连接的，但是实际情况中，如果中间节点出现什么故障是难以知道的。更要命的是，有的节点（防火墙）会自动把一定时间之内没有数据交互的连接给断掉。在这个时候，就需要我们的心跳包了，用于维持长连接，保活。在获知了断线之后，服务器逻辑可能需要做一些事情，比如断线后的数据清理呀，重新连接呀当然，这个自然是要由逻辑层根据需求去做了。总的来说，心跳包主要也就是用于长连接的保活和断线处理。一般的应用下，判定时间在30-40秒比较不错。如果实在要求高，那就在6-9秒。

TCP连接异常断开后 *** 作系统会告诉你，你查询套接字的状态会得到异常，或者当发现函数失败WSAGetLastError的时候也会得到内核的通知。

// 发送回应消息

int nSend = Send4IntMsg(sock, (char*)(LPCTSTR)strSendBuf,

strSendBuf.GetLength(), errMsg)

if (nSend <0) //

发送消息失败

closesocket(sock)//重新连接

在B/S编程和UDP编程时才用到心跳。比如定期向web服务器发一个request证明自己在线。http协议是请求一下就断开了，每次都要重新连接，重新请求，这种情况下才有必要用心跳机制。一般的TCP通信都是长连接，不可能频繁连接和断开。对于长期保持连接的情况，一旦断开， *** 作系统底层都会通知你，你需要解决的是如何获取到系统的通知。

1、UDP

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的通信服务。它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻，立即按照原样发送到网络上的一种机制。

UDP的特点

UDP是一个非连接的协议，传输数据之前，源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段；由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息；UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小；UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（有许多参数）；UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

2、TCP

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议，也可是说是对“传输、发送、通信”进行“控制”的协议。

TCP作为一种面向有连接的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。且TCP实现了数据传输时各种控制功能，可以进行丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。

TCP与UDP的区别

TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）。UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接；TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达。UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付；TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流。UDP是面向报文的；每一条TCP连接只能是点到点的。UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信；对系统资源的要求TCP较多，UDP少。TCP首部开销20字节，UDP的首部开销小，只有8个字节；TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道。UDP则是不可靠信道。

TCP建立连接的3次握手过程

主机A通过向主机B发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B，向主机B请求建立连接，通过这个数据段，主机A告诉主机B两件事：我想要和你通信；你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我；主机B收到主机A的请求后，用一个带有确认应答（ACK）和同步序列号（SYN）标志位的数据段响应主机A，也告诉主机A两件事：我已经收到你的请求了，你可以传输数据了；你要用哪个序列号作为起始数据段来回应我；主机A收到这个数据段后，再发送一个确认应答，确认已收到主机B的数据段：“我已收到回复，我现在要开始传输实际数据了”。

这样3次握手就完成了，主机A和主机B就可以传输数据了。

TCP断开连接的4次确认

当主机A完成数据传输后，将控制位FIN置1，提出停止TCP连接的请求；主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭，将ACK置1；由B端再提出反方向的关闭请求，将FIN置1；主机A对主机B的请求进行确认，将ACK置1，双方向的关闭结束。

由TCP的3次握手和4次断开确认可以看出，TCP使用面向连接的通信方式，大大提高了数据通信的可靠性，使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互，为数据正式传输打下了可靠的基础。

我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。

服务器监听端口 做个无限循环 接到一个连接就创建一个通道线程，并将通道线程存储到一个list集合中

import java.io.BufferedReaderimport java.io.IOExceptionimport java.io.InputStreamReaderimport java.io.PrintWriterimport java.net.ServerSocketimport java.net.Socketimport java.text.SimpleDateFormatimport java.util.ArrayListimport java.util.Dateimport java.util.List/* * 4.用socket通讯写出多个客户端和一个服务器端的通讯， * 要求客户发送数据后能够回显相同的数据（回显功能）（实用TCP方式）。 */public class Test4Server { // 主入口public static void main(String[] args) throws IOException {scoketServer() } // 开启的tcp8888监听端口public static void scoketServer() throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(8888) while (true) {// 未连通前线程阻塞，连通后开启一个socket通道线程后继续监听8888端口Socket socket = server.accept() System.out.println(socket.getInetAddress().getHostAddress()+ "连接进入") new SocketThread(socket).start() }} } // 一个服务器端口中监听多个客服端通道线程class SocketThread extends Thread {// 所有通道写入流的集合private static List<PrintWriter>list =new ArrayList<PrintWriter>()private BufferedReader bufferedReader private PrintWriter printWriterpublic SocketThread(Socket socket) throws IOException {this.bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())) this.printWriter = new PrintWriter(socket.getOutputStream()) list.add(printWriter) } @Overridepublic void run() {String string = null while (true) {try {// 服务器在通道中读到的信息回显给客服端string = bufferedReader.readLine() System.out.println("客服端信息：" + string) for(PrintWriter printWriter:list ){printWriter.write("服务器回显：" + string + "\r\n") printWriter.flush() }} catch (IOException e) { }} }}

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