关于TCP

本文参考JavaGuide:有了 HTTP 协议，为什么还要有 RPC ？

总结

1. 问题：TCP 是流式协议，没有消息边界

2. 现象：会出现"粘包"（多个消息粘在一起）和"拆包"（一个消息被拆开）

3. 解决方案：消息头 + 消息体

   • 消息头：固定格式，包含消息体长度等信息
   • 消息体：实际要传输的数据

4. 工作流程：

   • 发送方：计算长度 → 添加头部 → 发送

   • 接收方：读取头部 → 解析长度 → 读取对应长度的数据

     更细节知识参考：为什么要组装发送的数据

     基于上方文章补充：当接收端收到的消息长度小于 Content-Length 时，说明还有些消息没收到。那接收端会一直等，直到拿够了消息或超时。

5. 优点：

   • 明确的消息边界
   • 可以传输任意长度的数据
   • 支持复杂协议扩展

• 纯裸 TCP 是能收发数据，但它是个无边界的数据流，上层需要定义消息格式用于界定 消息边界。于是就有了各种协议，HTTP 和各类 RPC 协议就是在 TCP 之上定义的应用层协议。这就是为什么几乎所有基于 TCP 的协议（HTTP、WebSocket、Redis 协议等）都需要定义自己的消息格式来界定消息边界的原因。
• TCP 是传输层的协议 ，而基于 TCP 造出来的 HTTP 和各类 RPC 协议，它们都只是定义了不同消息格式的 应用层协议 而已。

TCP的特点

TCP的三个特点：面向连接、可靠、基于字节流。

基于字节流

字节流可以理解为一个双向的通道里流淌的二进制数据，也就是 01 串 。纯裸 TCP 收发的这些 01 串之间是 没有任何边界 的，你根本不知道到哪个地方才算一条完整消息。

这便出现了所谓的粘包问题。

由于纯裸 TCP 是不能直接拿来用的，所以在这个基础上加入一些 自定义的规则 ，用于区分消息边界 。即消息头和消息体。

消息头和消息体

于是我们会把每条要发送的数据都包装一下，比如加入消息头 ，消息头里写清楚一个完整的包长度是多少，根据这个长度可以继续接收数据，截取出来后它们就是我们真正要传输的消息体 。

而这里头提到的 消息头 ，还可以放各种东西，比如消息体是否被压缩过和消息体格式之类的，只要上下游都约定好了，互相都认就可以了，这就是所谓的 协议。

每个使用 TCP 的项目都可能会定义一套类似这样的协议解析标准，他们可能 有区别，但原理都类似。

于是基于 TCP，就衍生了非常多的协议，比如 HTTP 和 RPC。

TCP传输的内容

基于 TCP 传输的消息，说到底，无非都是 消息头 Header 和消息体 Body。

Header 是用于标记一些特殊信息，其中最重要的是 消息体长度（Content-Length）。

Body 则是放我们真正需要传输的内容，而这些内容只能是二进制 01 串，毕竟计算机只认识这玩意。所以 TCP 传字符串和数字都问题不大，因为字符串可以转成编码再变成 01 串，而数字本身也能直接转为二进制。但结构体呢，我们得想个办法将它也转为二进制 01 串，这样的方案现在也有很多现成的，比如 JSON，Protocol Buffers (Protobuf) 。

这个将结构体转为二进制数组的过程就叫 序列化 ，反过来将二进制数组复原成结构体的过程叫 反序列化。

对于主流的 HTTP1.1，虽然它现在叫超文本协议，支持音频视频，但 HTTP 设计 初是用于做网页文本展示的，所以它传的内容以字符串为主。Header 和 Body 都是如此。在 Body 这块，它使用 JSON 来 序列化 结构体数据。

截图如下。

小疑问：

1、为什么Post请求有Content-Length,而Get请求没有？

• GET 请求通常用于获取数据
• 参数通过 URL 查询字符串传递（?id=123）
• 没有请求体（Request Body）
• 既然没有请求体，自然不需要 Content-Length

2、什么时候需要Content-Length？

场景1：有请求体的请求

POST /api/users HTTP/1.1
Content-Type: application/json
Content-Length: 56  # ← 必须的

{"username": "test", "password": "123456", "email": "test@example.com"}

场景2：分块传输（Transfer-Encoding: chunked）

POST /api/upload HTTP/1.1
Transfer-Encoding: chunked  # ← 分块传输
Content-Type: multipart/form-data

7\r\n
Mozilla\r\n
9\r\n
Developer\r\n
7\r\n
Network\r\n
0\r\n
\r\n
# 分块传输时，不需要 Content-Length

场景3：空的请求体也需要

POST /api/ping HTTP/1.1
Content-Length: 0  # ← 明确表示请求体长度为0

# 空行下面是请求体（没有内容）