C#网络编程(异步传输字符串) - Part.3

这篇文章我们将前进一大步，使用异步的方式来对服务端编程，以使它成为一个真正意义上的服务器：可以为多个客户端的多次请求服务。但是开始之前，我们需要解决上一节中遗留的一个问题。

消息发送时的问题

这个问题就是：客户端分两次向流中写入数据（比如字符串）时，我们主观上将这两次写入视为两次请求；然而服务端有可能将这两次合起来视为一条请求，这在两个请求间隔时间比较短的情况下尤其如此。同样，也有可能客户端发出一条请求，但是服务端将其视为两条请求处理。下面列出了可能的情况，假设我们在客户端连续发送两条“Welcome to Tracefact.net!”，则数据到达服务端时可能有这样三种情况：

NOTE：在这里我们假设采用ASCII编码方式，因为此时上面的一个方框正好代表一个字节，而字符串到达末尾后为持续的0（因为byte是值类型，且最小为0）。

上面的第一种情况是最理想的情况，此时两条消息被视为两个独立请求由服务端完整地接收。第二种情况的示意图如下，此时一条消息被当作两条消息接收了：

而对于第三种情况，则是两条消息被合并成了一条接收：

如果你下载了上一篇文章所附带的源码，那么将Client2.cs进行一下修改，不通过用户输入，而是使用一个for循环连续的发送三个请求过去，这样会使请求的间隔时间更短，下面是关键代码：

string msg = "Welcome to TraceFact.Net!";

for (int i = 0; i <= 2; i++) {
    byte[] buffer = Encoding.Unicode.GetBytes(msg);     // 获得缓存
    try {
        streamToServer.Write(buffer, 0, buffer.Length); // 发往服务器
        Console.WriteLine("Sent: {0}", msg);
    } catch (Exception ex) {
        Console.WriteLine(ex.Message);
        break;
    }
}

运行服务端，然后再运行这个客户端，你可能会看到这样的结果：

可以看到，尽管上面将消息分成了三条单独发送，但是服务端却将后两条合并成了一条。对于这些情况，我们可以这样处理：就好像HTTP协议一样，在实际的请求和应答内容之前包含了HTTP头，其中是一些与请求相关的信息。我们也可以订立自己的协议，来解决这个问题，比如说，对于上面的情况，我们就可以定义这样一个协议：

[length=XXX]：其中xxx是实际发送的字符串长度（注意不是字节数组buffer的长度），那么对于上面的请求，则我们发送的数据为：“[length=25]Welcome to TraceFact.Net!”。而服务端接收字符串之后，首先读取这个“元数据”的内容，然后再根据“元数据”内容来读取实际的数据，它可能有下面这样两种情况：

NOTE：我觉得这里借用“元数据”这个术语还算比较恰当，因为“元数据”就是用来描述数据的数据。

• “[“”]”中括号是完整的，可以读取到length的字节数。然后根据这个数值与后面的字符串长度相比，如果相等，则说明发来了一条完整信息；如果多了，那么说明接收的字节数多了，取出合适的长度，并将剩余的进行缓存；如果少了，说明接收的不够，那么将收到的进行一个缓存，等待下次请求，然后将两条合并。
• “[”“]”中括号本身就不完整，此时读不到length的值，因为中括号里的内容被截断了，那么将读到的数据进行缓存，等待读取下次发送来的数据，然后将两次合并之后再按上面的方式进行处理。

接下来我们来看下如何来进行实际的操作，实际上，这个问题已经不属于C#网络编程的内容了，而完全是对字符串的处理。所以我们不再编写服务端/客户端代码，直接编写处理这几种情况的方法：

public class RequestHandler {
    private string temp = string.Empty;

    public string[] GetActualString(string input) {
        return GetActualString(input, null);
    }

    private string[] GetActualString(string input, List<string> outputList) {
        if (outputList == null)
            outputList = new List<string>();

        if (!String.IsNullOrEmpty(temp))
            input = temp + input;

        string output = "";
        string pattern = @"(?<=^\[length=)(\d+)(?=\])";
        int length;
                   
        if (Regex.IsMatch(input, pattern)) {

            Match m = Regex.Match(input, pattern);

            // 获取消息字符串实际应有的长度
            length = Convert.ToInt32(m.Groups[0].Value);

            // 获取需要进行截取的位置
            int startIndex = input.IndexOf(']') + 1;

            // 获取从此位置开始后所有字符的长度
            output = input.Substring(startIndex);

            if (output.Length == length) {
                // 如果output的长度与消息字符串的应有长度相等
                // 说明刚好是完整的一条信息
                outputList.Add(output);
                temp = "";
            } else if (output.Length < length) {
                // 如果之后的长度小于应有的长度，
                // 说明没有发完整，则应将整条信息，包括元数据，全部缓存
                // 与下一条数据合并起来再进行处理
                temp = input;
                // 此时程序应该退出，因为需要等待下一条数据到来才能继续处理

            } else if (output.Length > length) {
                // 如果之后的长度大于应有的长度，
                // 说明消息发完整了，但是有多余的数据
                // 多余的数据可能是截断消息，也可能是多条完整消息