为什么 SslStream.Read 总是将 TcpClient.Available 设置为 0，而 NetworkStream.Read 没有

Question

我有一个连接到服务器的TcpClient 客户端，它会将消息发送回客户端。

使用NetworkStream.Read 类读取此数据时，我可以使用count 参数指定要读取的字节数，这将在读取完成后将TcpClient.Available 减少count。来自docs：

计数Int32
从当前流中读取的最大字节数。

例如：

public static void ReadResponse()
{
    if (client.Available > 0) // Assume client.Available is 500 here
    {
        byte[] buffer = new byte[12]; // I only want to read the first 12 bytes, this could be a header or something
        var read = 0;

        NetworkStream stream = client.GetStream();
        while (read < buffer.Length)
        {
            read = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
        }
    // breakpoint
    }
}

这会将TcpClient 上可用的500 个字节的前12 个字节读入buffer，并在断点处检查client.Available 将产生488 (500 - 12) 的（预期）结果。

现在，当我尝试做完全相同的事情，但这次使用 SslStream 时，结果出乎我的意料。

public static void ReadResponse()
{
    if (client.Available > 0) // Assume client.Available is 500 here
    {
        byte[] buffer = new byte[12]; // I only want to read the first 12 bytes, this could be a header or something
        var read = 0;

        SslStream stream = new SslStream(client.GetStream(), false, new RemoteCertificateValidationCallback(ValidateServerCertificate), null);

        while (read < buffer.Length)
        {
            read = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
        }
    // breakpoint
    }
}

此代码将按预期将前 12 个字节读入buffer。但是，现在在断点处检查 client.Available 时会产生 0 的结果。

与普通的NetworkStream.Read 一样，SslStream.Read 的documentation 声明count 表示要读取的最大字节数。

计数Int32
一个Int32，包含要从此流中读取的最大字节数。

虽然它只读取这 12 个字节，但我想知道剩下的 488 个字节在哪里。

在SslStream 或TcpClient 的文档中，我找不到任何表明使用SslStream.Read 会刷新流或以其他方式清空client.Available 的内容。这样做的原因是什么（以及这在哪里记录）？

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有this question 要求与TcpClient.Available 等效，这不是我所要求的。我想知道为什么会发生这种情况，这里没有介绍。

Answer 1

请记住，出于效率原因，或者因为解密过程不能逐字节工作并且需要数据块可用，SslStream 可能会一次从底层 TcpStream 读取大块并在内部缓冲它们.因此，您的 TcpClient 包含 0 个可用字节这一事实没有任何意义，因为这些字节可能位于 SslStream 内的缓冲区中。

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此外，您读取 12 个字节的代码不正确，这可能会影响您所看到的内容。

请记住，Stream.Read 返回的字节数可能比您预期的要少。对Stream.Read 的后续调用将返回在该调用期间读取的字节数，而不是全部。

所以你需要这样的东西：

int read = 0;
while (read < buffer.Length)
{
    int readThisTime = stream.Read(buffer, read, buffer.Length - read);
    if (readThisTime == 0)
    {
        // The end of the stream has been reached: throw an error?
    }
    read += readThisTime;
}

Answer 2

当您从 TLS 流中读取数据时，它会过度读取，从而维护尚未解密或 已已解密的数据的内部缓冲区但尚未消耗。这是流中常用的方法，尤其是当它们改变内容（压缩、加密等）时，因为输入和输出有效负载大小之间不一定存在 1:1 的相关性，并且它可能是需要从源读取整个帧 - 即您不能只读取 3 个字节 - API 需要读取整个帧（例如，512 个字节），解密 帧，给 你 你想要的 3 个，并保留剩下的 509 个，下次你问的时候给你。这意味着它通常需要从源（在本例中为套接字）消耗比它提供给您的更多。

出于性能原因，许多流 API 也会这样做，例如 StreamReader 从底层 Stream 过度读取并在内部维护尚未解码的字节的 byteBuffer 和已解码字符的 charBuffer可供消费。您的问题将类似于：

使用StreamReader时，我只读取了3个字符，但我的Stream有512个字节；为什么？