Socket 粘包和分包问题

# Socket 粘包和分包问题

# 概念

Socket通信时会对发送的字节数据进行分包和粘包处理,属于一种Socket内部的优化机制。 粘包: 当发送的字节数据包比较小且频繁发送时,Socket内部会将字节数据进行粘包处理,既将频繁发送的小字节数据打包成 一个整包进行发送,降低内存的消耗。 分包: 当发送的字节数据包比较大时,Socket内部会将发送的字节数据进行分包处理,降低内存和性能的消耗。

# 例子解释

当前发送方发送了两个包,两个包的内容如下:
123456789
ABCDEFGH
123

我们希望接收方的情况是:收到两个包,第一个包为:123456789,第二个包为:ABCDEFGH。但是在粘包和分包出现的情况就达不到预期情况。

# 粘包情况

两个包在很短的时间间隔内发送,比如在0.1秒内发送了这两个包,如果包长度足够的话,那么接收方只会接收到一个包,如下:

123456789ABCDEFGH
1

# 分包情况

假设包的长度最长设置为5字节(较极端的假设,一般长度设置为1000到1500之间),那么在没有粘包的情况下,接收方就会收到4个包,如下:

12345
6789
ABCDE
FGH
1234

# 处理方式

因为存在粘包和分包的情况,所以接收方需要对接收的数据进行一定的处理,主要解决的问题有两个:

  1. 在粘包产生时,要可以在同一个包内获取出多个包的内容。
  2. 在分包产生时,要保留上一个包的部分内容,与下一个包的部分内容组合。

目前处理方式主要两种:

# 一、给数据包的头尾加上标记。

比如在数据包的头部加上“START”字符串,尾部加上"END"字符串,这样可以解析出START和END之间的字符串就是接收方需要接收的内容。(当然真正处理的时候不可能使用START和END这种混效率较高的字符串,此处只是个例子) 上边两个包的例子就可以如下:

START123456789END
STARTABCDEFGHEND
12

# 二、在数据包头部加上内容的长度

发送方在发送的时候就可以在包头加上包的长度,接收方每次接收的时候都根据头部的长度去获取后面的内容。 上边两个包的例子就可以如下:

PACKAGELENGTH:0009123456789
PACKAGELENGTH:0008ABCDEFGH
12

# 处理例子

# 头尾标记处理

# 粘包

START123456789ENDSTARTABCDEFGHEND
1

获取第一个START和第一个END的位置,然后获取他们之间的内容,第二个包的内容就是获取第二个START和第二个END的位置。

# 分包

START1234567
89END
12

每个包要判断最后是否是END结尾,如果没有找到END,那么就保留上一个包START之后的内容,与下一个包第一个END之前的内容组合。

# 头部长度处理

# 粘包

PACKAGELENGTH:0009123456789PACKAGELENGTH:0008ABCDEFGH
1

获取“PACKAGELENGTH:”这个字符串后面4个字符,转化为数字就是包的长度,根据包的长度获取后面的内容,第二个内容的长度就是获取第二个“PACKAGELENGTH:”字符串后面的4个字符。

# 分包

PACKAGELENGTH:0009123456
789
12

获取“PACKAGELENGTH:”这个字符串后面4个字符,转化为数字就是包的长度,如果包结尾还没有获取完,那么就要获取下一个包前面的部分内容。

# 部分细节情况

看了前面的例子,比较善于思考的读者肯定已经想到了一些其他问题,这些问题处理起来方式和上面相似,笔者在此罗列一下,就不重复解释了,相信聪明的读者能够自己解决:

# 1、粘包和分包问题一起出现

START123456789ENDSTARTAB
CDEFGHEND
12

# 2、头尾标志由于分包获取不完整

START123456789E
ND

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