网络数据传输需注意的三个问题

         网络数据传送有两种方式：数据结构方式和数据流方式。一般数据流方式比较通用，但是有时侯也需要通过数据结构方式传送网络数据。使用数据结构方式传递数据一般都会将定义成一个结构体类型，如下所示

struct NetworkData{uint32_t length;  //数据长度void *data;  //传输数据}

       通信双方定义协定好的数据类型，通过Tcp/Ip进行socket通信。在使用数据结构方式进行通信时，要注意以下三方面：

1）网络字节序和主机字节序

       在不同平台下，数据存储的方有大端序和小端序两种。大端序是将数据的高位字节存放在地址的低端，低位字节存放在地址高端。小端序则相反，将数据的低位字节存放在地址的低端，高位字节存放在地址高端。例如，对于32位int型数据：0x01020304，其首地址为0x00000001，若以大端序方式存储，则为
   0x00000001   －－01
   0x00000002   －－02
   0x00000003   －－03
   0x00000004   －－04
   而小端序则为
   0x00000001   －－04
   0x00000002   －－03
   0x00000003   －－02
   0x00000004   －－01
   一种简便的记忆方式为：大端序按照书写顺序在内存中进行存储，而小端序则是按照逆书写顺序进行存储的。可以通过以下代码判断是大端序和小端序存储

int main(int argh, char **argv){    short temp = 0x1234;    if((*(unsigned char*)&temp) == 1)       printf("This is big endian\n");    else if((*(unsigned char*)&temp) == 4)       printf("This is little endian");    else       printf("Error!");;       return 0;}

           在网络通信中，数据统一按照大端序，即网络字节序。在进行数据传输时，发送数据时，将数据转成网络字节序（htons、htonl），接受数据时，再将数据转回主机子节序（ntohl、ntohs）。这样就避免了不同字节序造成的数据影响。

2）数据类型大小

        在windows和linux的32位和64位系统中，常用数据类型长度如下图所示

            win32  win64  Linux32  Linux64

char            1     1     1    1

short           2     2     2    2

int               4     4     4    4

long            4     4     4    8

long long    8     8     8    8

size_t         4     4     8    8

       需要特别注意的是，long int类型在windows64位系统中是4个字节，而在Linux系统中是8个字节。size_t类型数据与系统有关。因此，在进行跨平台网络数据传输时，尽量不要使用与平台相关的数据。应该使用定常的数据类型，如uint32_t，uint64_t等固定长度的数据这些数据属于标准C库(C99)，各系统中大小均一致。

3）内存补齐

先看一个比较流行的计算结构体大小的题目：

#pragma pack(8)    //默认采用8字节对齐参数struct s1{    short a;    long b;};struct s2{    char c;    s1 d;    long long e;};#pragma pack(pop)  //恢复上一字节对齐参数

注意：如果#pragma pack (n)中指定的n大于结构体中最大成员的size，则其不起作用，结构体仍然按照size最大的成员进行对界。

结构体s2的大小是多少呢？sizeof(s2) ＝ 24

怎么得到的呢？首先我们计算s1的大小。s1中，默认对齐参数为8，对于每个变量而言，取自身对齐参数和默认对齐参数的最小值作为自身的对齐参数，因此，a对齐参数为2，b为4，而对于整个结构体而言，对齐方式为所有对齐参数中的最大值，因此取4字节对齐方式，所以，a补齐两个字节，b不变，因此s1的大小为8。再来计算s2的大小，c对齐参数为1，结构体s1字节对齐参数为所有成员的最大值，即为long 型对齐参数，所以d对齐参数为4，e对齐参数为8，所以，s2对齐方式为8字节对齐方式，因此，c补齐7个字节，d补齐4个字节，e不需要补齐，所以sizeof(s2) ＝ 24。

总结一下，内存对齐方式的特点：

1、每个成员采用自身对齐参数

2、结构体类型对齐参数时所有成员对齐参数的最大值

3、结构体类型对齐后，对齐长度为最大对齐参数的整数倍，不够的补齐

若将对齐方式改为4字节对齐，则sizeof(s2)等于多少呢？

#pragma pack(4)    //采用4字节对齐参数struct s1{    short a;    long b;};struct s2{    char c;    s1 d;    long long e;};#pragma pack(pop) 

我们分析一下，对于s1，对齐参数为4，sizeof(s1) = 8。对于s2而言，e的对齐参数变为4，而不再是8。所以s2的对齐参数为4，c补齐3个字节，d、e均不需补齐，所以sizeof(s2) ＝ 16。