通过Websockets传输的数据顺序混乱

Question

我一直在学习如何通过Websockets实时传输和显示数据。在这个上下文中，“实时”仅意味着从传感器（带图像处理的相机）读取数据的时间为每0.03秒到1秒之间。每个数据点由时间和值（t，v）组成，并被编码为double类型（尽管在这种情况下时间总是整数，但我不会假设它总是这样）。

服务器端使用Alchemy Websockets实现（C＃），因为我发现它非常容易理解/修改，以适应我的需求。

我利用了在{{link2：此处}}和{{link3：此处}}找到的Websockets示例，以及Alchemy附带的示例。

我正在使用HighCharts来实时显示数据, 但我也将其打印到一个div中以进行调试（独立的示例，不会相互干扰）。

目前它已经工作得非常好了，但当我发送数据过快时就会出现明显的问题（明确一下，每秒或每两秒发送有关点的数据会产生漂亮的图形，看起来没有任何问题 - 当我更快地调用炼金术服务器“send”函数时，问题变得更加明显）。

数据似乎是以错误的顺序进入，导致出现有趣的“混乱”效果。

我将开始深入研究服务器端缓冲区中包含的数据包顺序（当新用户连接并且服务器已经运行时，服务器会被指示发送一定数量的“历史”点-这会导致像上面展示的那样的明显问题），以及通过查看时间戳来确定客户端接收顺序。

这个错误是不一致的，每次重新加载页面都会导致不同的“混乱”数据集。这让我怀疑websocket通信或者涉及到alchemy服务器的某些东西可能是原因。

如果需要，我会附上完整的代码，但现在它还比较杂乱，所以我更多地寻找故障排除的想法。

我已经了解到这不是web socket的预期行为，因为它是建立在TCP之上的。

有什么建议/想法可以供参考吗？

谢谢！

编辑：我进行了另一个测试，检查每次刷新页面时有多少数据点是无序的。数字如下：

1 2 3 25 6 5 10 11 96 2 8

非常不一致（从未为0）。确实很有趣！

这个结果是通过排除图表组件，仅使用Websockets和数组来存储数据得出的。

更新：

我决定开始分析数据的顺序，发现使用相同的数据集时似乎随机接收到了无序点。我实现了一个“插入”函数，将考虑无序数据包。结果（加上一点主题更改）看起来很不错！

一个开放性问题仍然存在：websocket是否有可能无序地传递信息？或者我的服务器端实现（或Alchemy）出了问题。我有时间会进一步调查。

解决方案！

我找到答案了！经过多次测试，我意识到我的Connection对象（负责监视数据集中的新数据并根据连接的配置发送数据）是使用Timer对象实现的。这是我从一个示例中学到的（通常我大多数异步任务都使用Thread对象）。

随着Timer对象加速，它开始异步地执行它以前对Tick函数的调用。这意味着极少数情况下，由于Alchemy Send函数的延迟，对它的Tick函数的一次调用会比另一次调用稍微快一些。这会导致轻微的乱序问题。

我将通信循环的实现从Timer对象更改为Thread对象，从而强制实现同步，使无序的数据包消失了！

- user986122

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你确定它是TCP吗？一个套接字可以是TCP或UDP，而这是UDP的完全可接受的行为。 - Scott Chamberlain

你在客户端获取数据时，存储数据的方式是什么？许多集合不保证放入对象的顺序。 - Scott Chamberlain

我被告知Websockets使用TCP。也许必须设置某个配置才能告诉它使用TCP？至于元素的存储，我只是使用标准的JavaScript数组对象（使用push（）添加和shift（）移除）。 - user986122

noVNC使用WebSockets传输大量图像数据，任何乱序数据都会导致损坏和失败。它被广泛使用，我从未见过或收到过乱序数据或事件的报告。我怀疑您的实现或对Alchemy的使用允许数据被重新排序。 - kanaka

Answer 1

Websockets使用TCP，而TCP保证数据按顺序传递。

我希望浏览器也能按顺序触发websocket消息事件。在我的测试中，似乎是这样的。

使用这个简单的Node应用程序进行测试：

var sio = require('socket.io')
    , http = require('http')
    , express = require('express')
    , app = express()
    , srv = http.createServer(app)
    , io = sio.listen(srv)
    , fs = require('fs')
    , idx = fs.readFileSync('index.html').toString()
    ;

app.get('/', function(req, res) {
    res.send(idx);
});

var i = 0;
setInterval(function() {
    io.sockets.emit('count', i++);
}, 1);

srv.listen(888);

这只是尽可能快地发送WebSocket消息，每个消息都增加一个数字。客户端：

<script src="/socket.io/socket.io.js"></script>
<script>
var last = 0;
var socket = io.connect('/');
socket.on('count', function(d) {
    if (d-1 != last) console.warn('out of order!', last, d);
    last = d;
});
</script>

如果接收到的消息不是前一条消息加1的数字，则会发出控制台警告。

在Chrome和Firefox中，我看到了零个乱序消息。

我还尝试在接收到消息事件中阻塞一段时间（for (var i = 0; i < 1000000; i++) { }），以模拟会导致消息排队的工作。消息事件仍按顺序触发。

换句话说，这与您的设置无关。最有可能的是，Alchemy服务器实际上以不同的顺序发送消息。

- josh3736

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好的领导！感谢测试！我今天将调查服务器端。肯定让人放心的是，我应该按顺序得到它们。我的修复方法非常低效！ - user986122

Answer 2

我不知道问题是什么时候发布的。我也有类似的问题。我使用Alchemy客户端发送小数据，那没有问题。有很多聊天服务的例子。但当我发送大于4 KB的文件（不精确）时，就会出现问题。我尝试找出发生了什么。我编写了一个程序通过Alchemy客户端发送从0到7000的数字，并从UserContext.DataFrame（onreceive）接收，会发生DataFrame.ToString在大约508位置上会获得额外的"\0\0\0\0"。然后，在这个位置之后，数据顺序将不正确。我使用来自nuget的2.2.1版本。我在GiHub上读到了2.0版。源代码不可用。所以，太旧且没有参考价值。

- ken

Answer 3

不要使用像 计时器 这样在同步任务中具有异步回调的对象。使用一个 线程 并以这种方式运行通信循环。

- user986122