Socket TCP协议解决粘包、半包问题的三种解决方案

2022-08-29 16:04:52 浏览数 (1)

什么是粘包、半包问题:

粘包:例如服务端依次将两条消息发送给客户端,我们暂且简单的将这两条消息举例为"Hello"、"Unity",而客户端一次性读取到的内容却是"HelloUnity",像这种一次性读取到两条消息中数据内容的情况称之为粘包。

半包:例如服务端发送消息"Hello"给客户端,而客户端依次读取到"Hel","lo"两条消息,这种情况称之为半包。

粘包、半包发生的原因:

粘包:消息发送方发送完完整的消息后,接收方没有及时处理(比如网络开小差,未能及时读取消息),数据滞留于缓冲区,此时发送方又继续发送了其他消息,那么接收方下次在缓冲区读取时,一次性读取到大于一条消息数据造成粘包。

半包:发送方发送消息数据大小为512字节,而接收方缓冲区剩余已不足512字节,造成半包。

究其根本原因,TCP为流式协议,消息不存在边界。

解决方案:

1.固定长度法:服务端和客户端规定固定长度的缓冲区,当消息数据长度不足时,使用规定的填充字符进行填充。弊端:增加了不必要的数据传输,造成网络传输负担,不建议使用。

2.结束标识法:在包体尾部增加标识符表示一条完整的消息数据已经结束。弊端:若消息体本身包含该标识符需要做转义处理,因此效率依然不高。

3.长度信息法:将包体分为消息头 消息体,消息头中信息为消息体的长度,接收方通过该长度信息读取后面指定长度的内容,需要注意的是需限制可能的最大长度从而规定长度占用字节数。该方法为处理粘包半包问题的常用方法。核心代码:

发送端:

代码语言:javascript复制
//将发送的内容转化为字节数据
byte[] bytes = Encoding.Default.GetBytes(content);
//消息体长度
Int16 length = (Int16)bytes.Length;
//消息头长度
byte[] lengthBytes = BitConverter.GetBytes(length);
//发送的包体 = 消息头   消息体
byte[] sendBytes = lengthBytes.Concat(bytes).ToArray();
//发送
socket.Send(sendBytes);

接收端:

代码语言:javascript复制
//接收数据缓冲区
byte[] readBuffer = new byte[1024];
//接收缓冲区的数据长度
int bufferCount = 0;

bufferCount用于记录缓冲区中的有效数据长度,BeginReceive从缓冲区bufferCount的位置开始写入,缓冲区长度为1024,那么可写入的剩余量为1024 - bufferCount

代码语言:javascript复制
socket.BeginReceive(readBuffer,             //接收缓冲区
                    bufferCount,            //开始位置
                    1024 - bufferCount,     //最多读取的数据长度
                    0,                      //标志位
                    ReceiveCallback,        //接收数据回调函数
                    socket);

在收到新数据后,需要在回调函数中更新bufferCount,以便在下次接收数据时,写入到缓冲区中有效数据的后面。

代码语言:javascript复制
Socket socket = (Socket)ar.AsyncState;
//接收数据的长度
int count = socket.EndReceive(ar);
bufferCount  = count;

因为使用了Int16表示消息长度,所以缓冲区中至少有2个字节以上的数据时才去读取并处理,如果小于2,不足以解析出长度信息,如果大于2但小于消息长度 2,表示不足以读取到完整消息。

代码语言:javascript复制
if (bufferCount <= 2) return;
Int16 length = BitConverter.ToInt16(readBuffer, 0);
if (bufferCount < length   2) return;
//代码执行到此处表示已经有完整的消息,进行处理
string content = Encoding.UTF8.GetString(readBuffer, 2, length);

完整消息读取后,将缓冲区的后续数据向前移位,更新缓冲区。

代码语言:javascript复制
int startIndex = 2   length;
int count = bufferCount - startIndex;
Array.Copy(readBuffer, startIndex, readBuffer, 0, count);
bufferCount -= startIndex;

你学废(hui)了吗

0 人点赞