淺談tcp粘包問題

第一部分：簡介tcp socket通信的底層原理

原理解析圖：

 

socket通信過程如圖所示：首先客戶端將發送內容通過send()方法將內容發送到客戶端計算機的內核區，然后由操作系統將內容通過底層路徑發送到服務器端的內核區，然后由服務器程序通過recv()方法從服務器端計算機內核區取出數據。
2 因此我們可以了解到，send方法並不是直接將內容發送到服務器端，recv方法也並不是直接將從客戶端發來的內容接收到服務器程序內存中，而是操作自己機器的內核區。

 

第二部分：產生粘包的原因（只針對tcp）

產生粘包的情況有兩種：

1：當連續發送數據時，由於tcp協議的nagle算法，會將較小的內容拼接成大的內容，一次性發送到服務器端，因此造成粘包

2：當發送內容較大時，由於服務器端的recv（buffer_size）方法中的buffer_size較小，不能一次性完全接收全部內容，因此在下一次請求到達時，接收的內容依然是上一次沒有完全接收完的內容，因此造成粘包現象。

也就是說：接收方不知道該接收多大的數據才算接收完畢，造成粘包。

 

第三部分：如何解決上述兩種粘包現象？

思路一：對於第一種粘包產生方式可以在兩次send（）直接使用recv（）來阻止連續發送的情況發生。代碼就不用展示了。

思路二：由於產生粘包的原因是接收方的無邊界接收，因此發送端可以在發送數據之前向接收端告知發送內容的大小即可。代碼示例如下：

　　方式一：分兩次通訊分別傳遞內容大小和內容

　　服務器端代碼：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import subprocess

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(("127.0.0.1", 8000))
server.listen(5)

while True:
    conn, addr = server.accept()
    print("創建了一個新的連接！")
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            if not data: break
            res = subprocess.Popen(data.decode("utf-8"), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            err = res.stderr.read()
            if err:
                cmd_msg = err
            else:
                cmd_msg = res.stdout.read()
            if not cmd_msg: cmd_msg = "action success!".encode("gbk")
            length = len(cmd_msg)
            conn.send(str(length).encode("utf-8"))
            conn.recv(1024)
            conn.send(cmd_msg)
        except Exception as e:
            print(e)
            break

　　客戶端代碼：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(("127.0.0.1", 8000))
while True:
    inp = input(">>:")
    if not inp: continue
    if inp == "quit": break
    client.send(inp.encode("utf-8"))
    length = int(client.recv(1024).decode("utf-8"))
    client.send("ready!".encode("utf-8"))
    lengthed = 0
    cmd_msg = b""
    while lengthed < length:
        cmd_msg += client.recv(1024)
        lengthed = len(cmd_msg)
    print(cmd_msg.decode("gbk"))

　　方式二：一次通訊直接傳遞內容大小和內容

　　服務器端：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import subprocess
import struct

server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server.bind(("127.0.0.1", 8000))
server.listen(5)

while True:
    conn, addr = server.accept()
    print("創建了一個新的連接！")
    while True:
        try:
            data = conn.recv(1024)
            if not data: break
            res = subprocess.Popen(data.decode("utf-8"), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            err = res.stderr.read()
            if err:
                cmd_msg = err
            else:
                cmd_msg = res.stdout.read()
            if not cmd_msg: cmd_msg = "action success!".encode("gbk")
            length = len(cmd_msg)
            conn.send(struct.pack("i", length))
            conn.send(cmd_msg)
        except Exception as e:
            print(e)
            break

　　客戶端：

# __author__:Kelvin
# date:2019/4/28 21:36
from socket import *
import struct

client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(("127.0.0.1", 8000))
while True:
    inp = input(">>:")
    if not inp: continue
    if inp == "quit": break
    client.send(inp.encode("utf-8"))
    length = struct.unpack("i",client.recv(4))[0]
    lengthed = 0
    cmd_msg = b""
    while lengthed < length:
        cmd_msg += client.recv(1024)
        lengthed = len(cmd_msg)
    print(cmd_msg.decode("gbk"))

上述兩種方式均可以解決粘包問題。