Socket 粘包和分包问题

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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

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：

在粘包产生时，要可以在同一个包内获取出多个包的内容。

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：

1. 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

2. 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

处理示例

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

Socket 粘包和分包问题

Socket 粘包和分包问题#

概念#

例子解释#

粘包情况#

分包情况#

处理方式#

1. 给数据包的头尾加上标记。#

2. 在数据包头部加上内容的长度#

处理示例#

头尾标记处理#

粘包#

分包#

头部长度处理#

粘包#

分包#

部分细节情况#

1、粘包和分包问题一起出现#

2、头尾标志由于分包获取不完整#

Socket 粘包和分包问题

概念

例子解释

粘包情况

分包情况

处理方式

1. 给数据包的头尾加上标记。

2. 在数据包头部加上内容的长度

处理示例

头尾标记处理

粘包

分包

头部长度处理

粘包

分包

部分细节情况

1、粘包和分包问题一起出现

2、头尾标志由于分包获取不完整