实际上在iOS很多应用开发中,大部分用的网络通信都是http/https协议,除非有特殊的需求会用到Socket网络协议进行网络数
据传输,这时候在iOS客户端就需要很好的第三方CocoaAsyncSocket来进行长连接连接和传输数据,该第三方地
址:https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket,读者可以自行google或者baidu搜索
这个库的用法,网上有很多资料,而且用法不难。

在一些对Socket通信使用需求不是很高的应用中,比如需要多个iOS设备之间进行聊天
即时通讯,这时候只要用这个CocoaAsyncSocket就基本能满足这个需求,但是在本人从事的直播项目中对Socket通信协议的需求就比较高,
这个需求模式和游戏开发模式类似,因为游戏应用上就有很多数据变化是需要实时更新数据的,比如游戏的玩家生命值,如果在多人联网游戏平台上,你的设备上需
要实时更新其他玩家的生命值数据,而其他玩家设备上也会实时更新你的生命值数据,这个需求通过http主动请求是不能满足需求,所以游戏开发一般都会有
Socket通信。而在本人从事的直播项目后台所用的语言是erlang语言,后台对这Socket协议传输的数据有一个自定义的协议规则,例如下图:

                    图 1

这协议就是一段可以在Socket传输的二进制流,后面第三部分协议数据流就是具体要传输的数据字段,

而这个协议数据流内容就是如下通过erlang的一个协议文档的示例:

// ========== 切换到新场景 ==========
message Cs_20001{   
    uint8 SceneId = 1;          // 进入场景ID
    uint32 Line = 2;             // 分线,公共场景发0,多人副本后端会指定

 String message = 3;     // 消息
}
message Sc_20001{
   
uint8 Res = 1;               // 1成功 0异常 2不能进入该关卡 3已经处于关卡当是 4没这个地图或关卡
5今日进入BOSS关或普通关次数上限 6体力不足 7进入条件不足 8地图类型不存在 10 没参加BOSS活动,无法进入 11
BOSS战房间状态已经结束 12 次数不足 13 冷却时间不足 14无权进入这个BOSS房间 15进BOSS房间条件不足
    uint32 SceneId = 2;          // 现在所在的场景
    uint8 Pos = 3;               // 坐标点
    uint8 Status = 4;            // 人物状态 0 正常 10队长状态
    uint8 Type = 5;              // 前端标识
    uint32 DefaultCombat = 6;    // 推荐战斗力

  String message = 7;     // 消息
}
先解释一下这个协议的一些定义:
  Cs就是Client --> Server(客户端向服务器发送的数据协议),而Sc就是Server-->Client(服务器向客户端返回的数据协议)

本篇主要讲解请求模块,所以就讲这个Cs_20001请求协议封装数据包,这个20001就是这个协议的号,也叫协议ID(后面在代码中会用到)。


Cs_20001中,有两个需要Socket发送给服务器的字段,都是uint32格式的,也是C语言的基本数据类型,但是在Socket传输中传输的是
二进制流,也就是说,我们需要将这两个uint32格式的数据字段转为二进制数据,然后拼接成一条数据流,然后让这个数据流在Socket中传递到服务
器,说到流如果学过Java的同学会对流的概念比较容易理解,如果没接触过流也没关系,就好比是一截水流从客户端流向服务器。其实这个数据流从客户端传递
到服务器,这个过程也不是想象的那么简单,涉及到很多底层的Socket传输逻辑逻辑,但是CocoaAsyncSocket已经做好了这部分的封装,而
且是OC面向对象的封装,我们只需要将需要传递的数据转为NSData通过CocoaAsyncSocket的代理方法传递过去就好了。


于简单的需求,比如我仅仅只需要两台iPhone设备传递NSString字符串,只要将NSString转为NSData传递就好,但是对于我上面说的
erlang服务器需要自定义的协议,就需要客户端更多的封包解包的逻辑了,这个封包,比如拿上面字段协议为例子,就是将Cs_20001的数据包按照图 1中自定义的格式进行拼接数据,那么这时候在图 1中的需要两个字节的协议号就是20001了,也就是说需要将20001用两个字节的存储空间存储,然后在图 1中,
协议数据流的内容就是uint32 SceneId和uint32
Line这两个字段拼接成的数据,而且协议规定了顺序拼接就是怎么样的顺序,这里uint32 SceneId当然是在前而uint32
Line在后,拼接好后,可以计算得出,这个协议数据流的字节数?bytes,然后+2(协议号的字节长度),再+4(消息总长度需要的四个字节),就得
到整个协议流的长度,然后把这个总长度存储在四个字节的消息总长度中,当然整个协议流的从左到右的拼接顺序还是如图 1中所示,然后通过CocoaAsyncSocket传递给服务器就好。

下面就通过代码来讲解这个业务逻辑:

一、首先对后台提供的协议进行模型对象化,但凡有MVC基础就应该秒懂,其实就是MVC中的Model。

   图 2

二、使用这个模型

                           图 3

三、
因为在Socket通信协议中,是通过二进制字节码传输的,所以需要将模型中的属性,比如上面的sceneId、line和message分别转为
byte类型,然后转为NSData(OC端需要NSData),然后通过Socket传输。这个过程就叫做"编码(Encoded)",编码的同时还要
按顺序拼接,不要乱来哦。

                            图 4

通过遍历并用运行时对模型对象的属性逐一取出类型和值,根据类型,来将这个值通过对应的编码方式来转为byte字节码,然后转为NSData这个OC的二进制对象类型。

在这里属性的类型其实OC有规定,不了解可以通过上面的运行时进行打印出所有类型的结果。

这里就上面那个Cs_20001的数据包模型对象编码的同时,也进行NSLog打印查看看是什么值和类型:

                  图 5

看看这个结果,我们可以看到uint8_t类型是TC、uint32_t类型是TI、NSString类型是T@"NSString",当然还有很多其他的,可以自行去打印查看,或者Google搜索。

那么接着就解释图 4中的70、73、76、79和82行的TYPE_...是什么了,其实就是常量定义:

                               图 6

而编码所用到的工具类的接口:

                               图 7

具体编码和解码的实现:

  1 #import "YMSocketUtils.h"
2
3 @implementation YMSocketUtils
4
5 /**
6 * 反转字节序列
7 *
8 * @param srcData 原始字节NSData
9 *
10 * @return 反转序列后字节NSData
11 */
12 + (NSData *)dataWithReverse:(NSData *)srcData
13 {
14 // NSMutableData *dstData = [[NSMutableData alloc] init];
15 // for (NSUInteger i=0; i<srcData.length; i++) {
16 // [dstData appendData:[srcData subdataWithRange:NSMakeRange(srcData.length-1-i, 1)]];
17 // }//for
18
19 NSUInteger byteCount = srcData.length;
20 NSMutableData *dstData = [[NSMutableData alloc] initWithData:srcData];
21 NSUInteger halfLength = byteCount / 2;
22 for (NSUInteger i=0; i<halfLength; i++) {
23 NSRange begin = NSMakeRange(i, 1);
24 NSRange end = NSMakeRange(byteCount - i - 1, 1);
25 NSData *beginData = [srcData subdataWithRange:begin];
26 NSData *endData = [srcData subdataWithRange:end];
27 [dstData replaceBytesInRange:begin withBytes:endData.bytes];
28 [dstData replaceBytesInRange:end withBytes:beginData.bytes];
29 }//for
30
31 return dstData;
32 }
33
34 + (NSData *)byteFromUInt8:(uint8_t)val
35 {
36 NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
37
38 unsigned char valChar[1];
39 valChar[0] = 0xff & val;
40 [valData appendBytes:valChar length:1];
41
42 return [self dataWithReverse:valData];
43 }
44
45 + (NSData *)bytesFromUInt16:(uint16_t)val
46 {
47 NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
48
49 unsigned char valChar[2];
50 valChar[0] = 0xff & val;
51 valChar[1] = (0xff00 & val) >> 8;
52 [valData appendBytes:valChar length:2];
53
54 return [self dataWithReverse:valData];
55 }
56
57 + (NSData *)bytesFromUInt32:(uint32_t)val
58 {
59 NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
60
61 unsigned char valChar[4];
62 valChar[0] = 0xff & val;
63 valChar[1] = (0xff00 & val) >> 8;
64 valChar[2] = (0xff0000 & val) >> 16;
65 valChar[3] = (0xff000000 & val) >> 24;
66 [valData appendBytes:valChar length:4];
67
68 return [self dataWithReverse:valData];
69 }
70
71 + (NSData *)bytesFromUInt64:(uint64_t)val
72 {
73 NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
74
75 unsigned char valChar[8];
76 valChar[0] = 0xff & val;
77 valChar[1] = (0xff00 & val) >> 8;
78 valChar[2] = (0xff0000 & val) >> 16;
79 valChar[3] = (0xff000000 & val) >> 24;
80 valChar[4] = (0xff00000000 & val) >> 32;
81 valChar[5] = (0xff0000000000 & val) >> 40;
82 valChar[6] = (0xff000000000000 & val) >> 48;
83 valChar[7] = (0xff00000000000000 & val) >> 56;
84 [valData appendBytes:valChar length:8];
85
86 return [self dataWithReverse:valData];
87 }
88
89 + (NSData *)bytesFromValue:(NSInteger)value byteCount:(int)byteCount
90 {
91 NSAssert(value <= 4294967295, @"bytesFromValue: (max value is 4294967295)");
92 NSAssert(byteCount <= 4, @"bytesFromValue: (byte count is too long)");
93
94 NSMutableData *valData = [[NSMutableData alloc] init];
95 NSUInteger tempVal = value;
96 int offset = 0;
97
98 while (offset < byteCount) {
99 unsigned char valChar = 0xff & tempVal;
100 [valData appendBytes:&valChar length:1];
101 tempVal = tempVal >> 8;
102 offset++;
103 }//while
104
105 return valData;
106 }
107
108 + (NSData *)bytesFromValue:(NSInteger)value byteCount:(int)byteCount reverse:(BOOL)reverse
109 {
110 NSData *tempData = [self bytesFromValue:value byteCount:byteCount];
111 if (reverse) {
112 return tempData;
113 }
114
115 return [self dataWithReverse:tempData];
116 }
117
118 + (uint8_t)uint8FromBytes:(NSData *)fData
119 {
120 NSAssert(fData.length == 1, @"uint8FromBytes: (data length != 1)");
121 NSData *data = fData;
122 uint8_t val = 0;
123 [data getBytes:&val length:1];
124 return val;
125 }
126
127 + (uint16_t)uint16FromBytes:(NSData *)fData
128 {
129 NSAssert(fData.length == 2, @"uint16FromBytes: (data length != 2)");
130 NSData *data = [self dataWithReverse:fData];;
131 uint16_t val0 = 0;
132 uint16_t val1 = 0;
133 [data getBytes:&val0 range:NSMakeRange(0, 1)];
134 [data getBytes:&val1 range:NSMakeRange(1, 1)];
135
136 uint16_t dstVal = (val0 & 0xff) + ((val1 << 8) & 0xff00);
137 return dstVal;
138 }
139
140 + (uint32_t)uint32FromBytes:(NSData *)fData
141 {
142 NSAssert(fData.length == 4, @"uint16FromBytes: (data length != 4)");
143 NSData *data = [self dataWithReverse:fData];
144
145 uint32_t val0 = 0;
146 uint32_t val1 = 0;
147 uint32_t val2 = 0;
148 uint32_t val3 = 0;
149 [data getBytes:&val0 range:NSMakeRange(0, 1)];
150 [data getBytes:&val1 range:NSMakeRange(1, 1)];
151 [data getBytes:&val2 range:NSMakeRange(2, 1)];
152 [data getBytes:&val3 range:NSMakeRange(3, 1)];
153
154 uint32_t dstVal = (val0 & 0xff) + ((val1 << 8) & 0xff00) + ((val1 << 16) & 0xff0000) + ((val1 << 24) & 0xff000000);
155 return dstVal;
156 }
157
158 + (NSInteger)valueFromBytes:(NSData *)data
159 {
160 NSAssert(data.length <= 4, @"valueFromBytes: (data is too long)");
161
162 NSUInteger dataLen = data.length;
163 NSUInteger value = 0;
164 int offset = 0;
165
166 while (offset < dataLen) {
167 uint32_t tempVal = 0;
168 [data getBytes:&tempVal range:NSMakeRange(offset, 1)];
169 value += (tempVal << (8 * offset));
170 offset++;
171 }//while
172
173 return value;
174 }
175
176 + (NSInteger)valueFromBytes:(NSData *)data reverse:(BOOL)reverse
177 {
178 NSData *tempData = data;
179 if (reverse) {
180 tempData = [self dataWithReverse:tempData];
181 }
182 return [self valueFromBytes:tempData];
183 }
184
185 + (NSData *)dataFromHexString:(NSString *)hexString
186 {
187 NSAssert((hexString.length > 0) && (hexString.length % 2 == 0), @"hexString.length mod 2 != 0");
188 NSMutableData *data = [[NSMutableData alloc] init];
189 for (NSUInteger i=0; i<hexString.length; i+=2) {
190 NSRange tempRange = NSMakeRange(i, 2);
191 NSString *tempStr = [hexString substringWithRange:tempRange];
192 NSScanner *scanner = [NSScanner scannerWithString:tempStr];
193 unsigned int tempIntValue;
194 [scanner scanHexInt:&tempIntValue];
195 [data appendBytes:&tempIntValue length:1];
196 }
197 return data;
198 }
199
200 + (NSString *)hexStringFromData:(NSData *)data
201 {
202 NSAssert(data.length > 0, @"data.length <= 0");
203 NSMutableString *hexString = [[NSMutableString alloc] init];
204 const Byte *bytes = data.bytes;
205 for (NSUInteger i=0; i<data.length; i++) {
206 Byte value = bytes[i];
207 Byte high = (value & 0xf0) >> 4;
208 Byte low = value & 0xf;
209 [hexString appendFormat:@"%x%x", high, low];
210 }//for
211 return hexString;
212 }
213
214 + (NSString *)asciiStringFromHexString:(NSString *)hexString
215 {
216 NSMutableString *asciiString = [[NSMutableString alloc] init];
217 const char *bytes = [hexString UTF8String];
218 for (NSUInteger i=0; i<hexString.length; i++) {
219 [asciiString appendFormat:@"%0.2X", bytes[i]];
220 }
221 return asciiString;
222 }
223
224 + (NSString *)hexStringFromASCIIString:(NSString *)asciiString
225 {
226 NSMutableString *hexString = [[NSMutableString alloc] init];
227 const char *asciiChars = [asciiString UTF8String];
228 for (NSUInteger i=0; i<asciiString.length; i+=2) {
229 char hexChar = '\0';
230
231 //high
232 if (asciiChars[i] >= '0' && asciiChars[i] <= '9') {
233 hexChar = (asciiChars[i] - '0') << 4;
234 } else if (asciiChars[i] >= 'a' && asciiChars[i] <= 'z') {
235 hexChar = (asciiChars[i] - 'a' + 10) << 4;
236 } else if (asciiChars[i] >= 'A' && asciiChars[i] <= 'Z') {
237 hexChar = (asciiChars[i] - 'A' + 10) << 4;
238 }//if
239
240 //low
241 if (asciiChars[i+1] >= '0' && asciiChars[i+1] <= '9') {
242 hexChar += asciiChars[i+1] - '0';
243 } else if (asciiChars[i+1] >= 'a' && asciiChars[i+1] <= 'z') {
244 hexChar += asciiChars[i+1] - 'a' + 10;
245 } else if (asciiChars[i+1] >= 'A' && asciiChars[i+1] <= 'Z') {
246 hexChar += asciiChars[i+1] - 'A' + 10;
247 }//if
248
249 [hexString appendFormat:@"%c", hexChar];
250 }
251 return hexString;
252 }
253
254 @end

剩下的留给读者自行下载这个Demo看代码吧,链接: http://pan.baidu.com/s/1hsi7tNQ 密码: byiy

尊重劳动成果,转载请注明出处;iOS开发之Socket通信实战--Request请求数据包编码模块

另外补充一个发现到的博客:初用 CocoaAsyncSocket

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