websocket+probuf.原理篇

2022-07-11 07:56:40

1、WebSocket　　

　　WebSocket，大家都知道，既然名字包含Socket，那么和Socket肯定差别不大，对，你没有搞错，的确差别不大。

　　在网络编程中，我们一般的协议都是基于TCP/IP，WebSocket也不例外。和HTTP一样，他也有自己的头部和具体的数据而已。

来看看。

这是一个，websocket发起的连接，首先一个http的请求，告诉服务器，我要发送WebSocket的连接，服务器，返回一段ok.后面就可以继续使用这个连接，进行基本的WebSocket请求了。

其实，WebSocket和普通的Socket没啥差别，都是send,receive，收发数据，只是数据的格式化需要特殊处理一下。下面来说明一下。

WebSocket的发送的数据格式（接收和发送是一样的）：

　　来张网图：

　　来段网文：解释一下：

FIN，指明Frame是否是一个Message里最后Frame（之前说过一个Message可能又多个Frame组成）
RSV1-3，必须是0，除非有扩展定义了非零值的意义。
Opcode，这个比较重要，有如下取值是被协议定义的
- %x0 denotes a continuation frame
- %x1 表示一个text frame
- %x2 表示一个binary frame
- %x3-7 are reserved for further non-control frames
- %x8 表示连接关闭
- %x9 表示 ping (心跳检测相关，后面会讲)
- %xA 表示 pong (心跳检测相关，后面会讲)
- %xB-F are reserved for further control frames
Mask，这个是指明“payload data”是否被计算掩码。这个和后面的Masking-key有关（如果=0，不需要计算结果：结果明文，如果是=1，name就配合后面四个字节的masking-key，来处理解码操作。字节按位异或，四个一次循环。）

if(mask == 1){

　　 byte[] payload = xxxx; // 这里假设已经得到

byte[] mask_key = new byte[4];// 这里假设已经得到

for(int i=0;i<payload.Count;i++){

payload[i] = (byte)(payload[i] ^ mask_key[i%4]);

}

// 这样就可以解码出来明文了

}else{

// 明文的情况，2字节后面或者4字节，12字节后面就是具体的数据了，（真实情况，根据具体的数据来）。

　 }

Payload len，数据的总长度，有三种情况[<126，>126 && <= 65535，> 65535]，这三种情况，占位不同，第一种，默认占位(它本身），（后续字节是数据或者masking-key(mask为1才有masking-key)）

Masking-key，加密作用
Payload data，帧真正要发送的数据，可以是任意长度，但尽管理论上帧的大小没有限制，但发送的数据不能太大，否则会导致无法高效利用网络带宽，正如上面所说Websocket提供分片。

是不是，瞬间就完了，没错，到这里其实就差不多了。如果你自己要加密数据，mask可以写死成一个值或者随机出来，反正都是4个字节而已。

　　2、Probuf

　　我们网络中常常会对数据进行编码然后传输，一般我们回用到的一些方式 content原文，xml，json，还有就是我们呼之欲出的probuf了。

　　这种编码有什么好处呢，大大减少了网络带宽的消耗，同时减少了了数据解析的时间损耗。

再来一波网图吧，数据的排列规则。

　　图1：

　　明显，这里就可以看出来，Tag占用一个位置，length占用一个位置，一般情况，如果是数据很长，namelength就可能占用多个字节了。根据length的首位判定。（length也是第一位是标识是否需要第二个直接加入计算，一次类推，这里解释一下：

Varint：一种，把首位，作为判断条件，来对length进行计算的方式。

　　0-0111 1111，一个字节可以表示范围： [0,0x7f]的大小，

1000 0000 - 0000 0001 ----- 1111 1111 - 0111 1111 , 二个字节可以表示范围：[1<<7, 0x7f<<7 + 0x7f]
1000 0000 - 0000 0000 - 0000 0001 ----- 1111 1111 - 1111 1111 - 0111 1111 , 三个字节可以表示范围：[1 << 7 * 2, 0x7f<<7 <<7 + 0x7f<<7 + 0x7f]

　　这样一般来说，就只需要小部分直接寄可以处理大部分数据了。

　　所以诞生了probuf的说明或者解析文件：（来个栗子）

message DownStreamMessages {
    repeated DownStreamMessage list = 1;
    required int64 syncTime = 2;
    optional bool finished = 3;
}

message DownStreamMessage {
required string fromUserId = 1;
required ChannelType type = 2;
optional string groupId = 3;
required string classname = 4;
required bytes content = 5;
required int64 dataTime = 6;
required int64 status = 7;
optional int64 extra = 8;
optional string msgId = 9;
optional int32 direction = 10;
optional int32 plantform =11;
optional int32 isRemoved = 12;
optional string source = 13;
optional int64 clientUniqueId = 14;
optional string extraContent = 15;
}

enum ChannelType {
PERSON = 1;
PERSONS = 2;
GROUP = 3;
TEMPGROUP = 4;
CUSTOMERSERVICE = 5;
NOTIFY = 6;
MC=7;
MP=8;
}