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TCP 流通信中的 EOFException 与 JSON 半包问题解析

news 2025/10/28 11:11:22

一、背景

在做机器人与上位机通信调试时，我遇到一个典型的异常：

Caused by: java.io.EOFException: End of input at line 1 column 2697 path $.results.charge_point_3F_1.pose.orientation.y

表面看似 JSON 格式错误，实际上是——收到的 JSON 不完整（半包）。

二、问题重现

在 Android 端通过 TCP 接收上位机发来的 JSON 数据，直接用 Gson 解析：

val json = String(bytes, Charsets.UTF_8)
val obj = Gson().fromJson(json, RobotMarkers::class.java)

第一段刚好停在 "y": 后面。
Gson 在解析时发现缺少值和右括号，于是抛出 EOFException。

三、TCP 是流，不是消息队列

这其实是一个经典误区：

“一次 read() 读取的数据，就是一条完整消息。”

错！

TCP 是“流式传输”，它只保证字节顺序，不保证消息边界。
因此可能出现：

情况	描述	示例
半包	一条消息被拆成多次到达	`{ "a":1, "b":` + `2 }`
粘包	多条消息连在一起	`{ "a":1 }{ "b":2 }`

四、为什么会抛 EOFException？

Gson.fromJson() 会逐字符读取输入流：

它期望 JSON 结构完整闭合（{} 或 []）。
当还没读完对象，却到达字符串结尾（EOF）→ 抛异常。

也就是说：

EOFException = “输入流已结束，但我还没看到该有的 } 或 ]。”

五、解决方案

✅ 方案一：协议层加“定界符”

最根本的办法是：

让每条消息“有边界”。

常见两种协议形式：

1. 长度前缀

发送端先写入 4 字节长度，再写入 JSON 内容。

[4字节长度][JSON字节...]

接收端先读长度，再循环读取指定字节数 → 这就是完整 JSON。

2. 行分隔（NDJSON）

每条 JSON 以换行 \n 结尾。
接收端用 BufferedReader.readLine() 读取一整行后解析。

✅ 方案二：客户端做“拼包器”

如果短期内无法改协议，可以在客户端拼接：

class JsonFramer {private val sb = StringBuilder()fun feed(chunk: String): List<String> {sb.append(chunk)val out = mutableListOf<String>()var i = 0; var depth = 0; var inStr = false; var esc = false; var start = -1while (i < sb.length) {val c = sb[i]if (inStr) {if (esc) esc = false else if (c == '\\') esc = true else if (c == '"') inStr = false} else when (c) {'"' -> inStr = true'{' -> if (depth++ == 0) start = i'}' -> if (--depth == 0 && start >= 0) {out += sb.substring(start, i + 1)start = -1}}i++}if (out.isNotEmpty()) sb.delete(0, sb.lastIndexOf('}') + 1)return out}
}

每次 read() 到的数据都 feed() 一次，
feed() 会在 JSON 结构完整时返回一条完整字符串。

✅ 方案三：解析前清洗数据

有时候日志里包含前缀，比如：

收到 TCP 消息: {...}

要裁掉这些内容：

fun clean(raw: String): String {val start = raw.indexOf('{')val end = raw.lastIndexOf('}')return raw.substring(start, end + 1)
}

六、lenient 模式能解决吗？

JsonReader.setLenient(true) 只是在语法层放宽规则：

允许单引号、注释、NaN 等；
❌ 不会修复“半包”或“粘包”问题。

七、最佳实践：稳健 TCP 接收逻辑

val buf = ByteArray(16 * 1024)
val framer = JsonFramer()while (true) {val n = input.read(buf)if (n == -1) breakval chunk = String(buf, 0, n, Charsets.UTF_8)val frames = framer.feed(chunk)for (json in frames) {val clean = clean(json)val obj = Gson().fromJson(clean, Response::class.java)process(obj)}
}

八、常见排查 Checklist ✅

检查项	说明
是否分多次 read()	打印每次字节数确认
是否有日志前缀	清洗字符串
缓冲大小是否过小	建议 ≥ 16KB
是否拼包	必须有！
是否多条粘在一起	用 Framer 逐条拆分
是否 lenient	可用于调试，但不治本

九、总结

核心问题	原因	解决方案
EOFException	JSON 被截断（半包）	拼包或协议定界
MalformedJsonException	粘包或脏前缀	拆包 + 清洗
偶发成功偶发失败	TCP 分段不固定	循环读 + 拼包