应用层自定义协议

一、前言

应用层主要是干嘛的呢？？

应用层协议定义了应用程序之间通信的规则和标准。定义了数据的格式、数据交换的标准和接口规范。

应用层协议包括：HTTP/HTTPS、FTP、SMTP 等。本篇暂时不介绍这些应用层协议。

二、应用层自定义协议

应用层自带的协议有很多，但也有很多时候，是需要程序员自己定义协议。

假如，外卖现在打开某个外卖软件，显示的是商家列表，每一个商家都包含了很多信息，包括：商家的名称、商家图片、好评率、距离你的位置、评分等…

这些信息都是通过网络，从服务器获取的。客户端，需要给服务器发起一个请求，服务器收到请求之后，就给客户端返回一个响应。

外卖软件和服务器之间的沟通，有很多种方式。展示商家列表，只是其中一个。因此，在开发设计这个程序的时候，就需要提前做好规划。（这里的设计是非常灵活的，最主要的是要有一个固定的标准）

现做出如下设计：

1. 先明确当前请求和响应中包含那些信息（根据需求来）

   请求：用户身份、用户当前位置

   响应：商家名称、商家图片、月售、距离你的位置、评分……

2. 明确具体的请求和响应的格式

   所谓的“明确格式"就是看你按照啥样的方式，构造出一个字符串后续这个字符串就可以作为tcp 或者udp 的 payload进行传输，具体例子如下：

   • 示例一：

     请求：1234，80 100 //1234为用户身份，80 100为用户当前位置

     响应：韩国炸鸡，1.jpg，2000，2.7km，4.8 \n

     ​ 米村拌饭，2.jpg，5000，2.6km，4.9 \n

     ​ 唐四角手工烘焙，3.jpg，200，2.2km，4.9 \n

   • 示例二：

     请求：80，100；1234

     响应：韩国炸鸡；1.jpg；2000；2.7km；4.8 ！米村拌饭；2.jpg；5000；2.6km；4.9 ！唐四角手工烘焙；3.jpg；200，2.2km；4.9！ //使用！分割每个商家。商家的每个信息使用；来分割

   • 示例三：

     请求：

     响应：

     

   上述方式，就可以看到，请求和响应，具体的数据组织形式，是非常灵活的。程序猿想怎么组织都行！！只需要保证客户端和服务器这边使用的是相同的规则即可！！

三、通用协议格式

虽然我们说，自定义的协议格式，是可以任意的。但是为了避免出现过于天马行空的设计。有些大佬就搞出了一些"通用的协议格式"，参考这些格式，就可以对咱们的协议设计产生重要的指导作用。

3.1 xml

是以成对的标签，来表示“键值对”信息，同时标签支持嵌套，就可以构成一些更复杂的树形结构数据。

对象，本质上也是键值对。属性的名字就是键，属性的值就是值。

请求：

<requset>
    <userId> 1234 </userId>
    <position> 100 80 </position>
</requset>

响应：

<response>
	<shops>
		<shop>
			<name> 韩国炸鸡 </name>
            <image> 1.jpg </image>
            <distance> 2.7km </distance>
            <sale> 5000 </sale>
            <star> 4.8 </star>
        </shop>
        <shop>
            <name> 米村拌饭 </name>
            <image> 2.jpg </image>
            <distance> 2.6km </distance>
            <sale> 2000 </sale>
            <star> 4.9 </star>
        </shop>
    </shops>
</response>

优点: xml 非常清晰的把结构化数据表示出来了。

缺点: 表示数据需要引入大量的标签，看起来繁琐，同时也会占用不少的网络带宽。

国内，最贵的硬件资源，就是网络带宽。

3.2 josn

最流行的一种数据组织格式，本质上也是键值对，看起来，比 xml 要干净不少。

json 对于换行并不敏感，如果这些内容全都放在同一行，也是完全合法的。

一般网络传输的时候，会对json进行压缩(去掉不必要的换行和空格)，同时把所有数据都放到一行去。整体占用的带宽就更降低了。(影响到可读性)

请求：

{
    userId: 1234
    position:"100 80"
}

响应：

[
    {
        name:'韩国炸鸡'
        iamge:'1.jpg'
        distance:'2.7km'
        sale:5000
        star:4.8
    },
    {
        name:'米村拌饭'
        image:'2.jpg'
        distance:'2.6km'
        sale:2000
        star:4.9
    }
]

优势: 相比于xml，表示的数据简洁很多，可读性非常好的。方便程序猿观察中间结果，方便调试问题。

劣势: 终究是需要花费一定的带宽来传输 key 的名字的。

3.3 protobuffer

谷歌提出的一套，二进制的数据序列化方式。

使用二进制的方式，约定某几个字节，表示哪个属性…最大程度的节省空间(不必传输key，根据位置和长度，区分每个属性)

这个主要用于，对于性能要求更高的场景。牺牲了开发效率，换来运行效率。（对于一个程序来说开发效率更重要一点）

优点: 节省带宽，最大化效率。

缺点: 二进制数据，无法肉眼直接观察，不方便调试。使用起来比较复杂。需要专门编写一个 proto 文件，描述数据的格式是咋样的。开发效率低。

除了上述的这三种之外，还存在很多其他的序列化方式(数据组织格式) ，Java标准库就提供了方式。其他的第三方库，提供的方式更丰富了。

像 HTTP 这样的协议，后面会出一篇博客来专门讨论。