Java-解决音乐协议中的Socket通信字节传输问题

发表于 | 分类于 | |

某音乐软件协议中，建立Socket长连接进行PCM音频数据的传递。

其中，TCP包的格式为：

QPlay-Protocol

其二进制数据是按照Header中定义的Length传输的，初步处理代码如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
// 头部信息
header = br.readLine();
System.out.println(header);
JSONObject headerObj = new JSONObject(header);
JSONObject pcmDataObj = headerObj.getJSONObject("PCMData");
int length = pcmDataObj.getInt("Length");
char[] pcmData = new char[length];
int remainLength = length;
int tmpLength = 0;
while (remainLength > 0) {
	System.out.println(tmpLength);
	int readLength = br.read(pcmData, tmpLength, remainLength);
	if (readLength > 0) {
		remainLength -= readLength;
		tmpLength += readLength;
	} else {
		throw new IOException();
	}
}

初看之下，是没有问题的，但是运行时发现，程序在语句：

int readLength = br.read(pcmData, tmpLength, remainLength);

挂起。怀疑是Socket没有发送完整的数据，设置3秒的超时时间，改进后的代码如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
dataSocket.setSoTimeout(3000);
try{
	int remainLength = length - lastPCMData.length();
	int tmpLength = lastPCMData.length();
	while (remainLength > 0) {
		int readLength = br.read(pcmData, tmpLength, remainLength);
		if (readLength > 0) {
			remainLength -= readLength;
			tmpLength += readLength;
		} else {
			throw new IOException();
		}
	}
}catch(SocketTimeoutException ex){
}

但是，随后又发现，后面的Tcp包的开头还可能包含上一个Tcp包遗留的一些二进制数据，导致Header解析失败，如下图：

QPlay-Result

其中，第一个红圈是上个包遗留的二进制数据，第二个红圈是当前TCP包获取到的二进制长度。

怀疑是，后面的Header还遗留了前面包的一些二进制数据，进行各种容错处理如下,最后，还是发现有问题。打印二进制数据，发现都是乱码，最后怀疑是编码问题。通过对二进制通过各种编码格式转字符串。参考Java-获取文件的编码。

发现，字符串经过转码后，要么是空，要么还是乱码，最后怀疑是Socket的Read方面有问题，将原来的读取方式：

1
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(dataSocket.getInputStream()));

替换成专门针对二进制的读取方式：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
InputStream is = dataSocket.getInputStream();
DataInputStream dis = new DataInputStream(is);
String header = null;
String lastPackPCMData = "";
					
						
while(true){
	while(!loadPCMData)
		Thread.sleep(100);
							
		// 头部信息
		boolean loadHeader = false;
		while(!loadHeader){
			try{
				header = dis.readLine();
				loadHeader = true;
				lastPCMRequestObj = null;
			}catch(SocketTimeoutException e){
				if(null != lastPCMRequestObj){
					onRequest(lastPCMRequestObj, QQMusicInterface.QQMusicTag.CMD);
					Thread.sleep(1000);
				}
			}
		}
							
		System.out.println(header);
		JSONObject headerObj = new JSONObject(header);
		JSONObject pcmDataObj = headerObj.getJSONObject("PCMData");
		int length = pcmDataObj.getInt("Length");
		byte[] pcmData = new byte[length];
		int remainLength = length;
		int tmpLength = 0;

		while (remainLength > 0) {
			int readLength = dis.read(pcmData, tmpLength, remainLength);
			if (readLength > 0) {
				remainLength -= readLength;
				tmpLength += readLength;
			} else {
				break;
			}
		}

		loadPCMData = false;
		onResponse(headerObj, pcmData, QQMusicInterface.QQMusicTag.DATA);
}

完美读取，一开始TCP包二进制数据长度不对，后面包的Header出现乱码，都是因为使用BufferedReader以及InputStreamReader导致的，这两者应该是内部对二进制数据进行了Java的默认编码进行转码，而一旦经过转码后，就无法转回原来的正确的二进制格式了。