TCP連線,傳輸資料時的粘包問題討論

2022-03-27 11:33:00 字數 1568 閱讀 4871

第乙個需要討論的大概就是粘包問題了。因為這個是tcp的個性問題,udp通訊時不存在這個問題的。首先看一下什麼叫粘包:

客戶端採取與伺服器的長連線方式建立通訊(open-write/read-write/read-……-write/read-close)。即建立連線之後進行多次讀寫操作,最後才關閉。而且不是檔案傳輸,而是資料結構的傳輸(檔案傳輸發生粘包與沒發生粘包都不會影響結果,反正都是位元組流的按順序寫入本地檔案)。舉個例子來說明一下吧:

兩種資料結構: 則粘包是則是接受到 這個算是讓伺服器傻眼了,沒見過這麼詭異的資料結構,不知道怎麼處理了。

上面的例子是轉的網上的

來分析一下之所以發生粘包的原因吧,其實也就是為什麼tcp會發生,但是udp卻不會發生的原因:tcp是面向連線流式無邊界的傳輸方式。當傳輸通道建立之後,則資料流就像水一樣流過來,其中沒有資料邊界的概念,包隨便多大,因而會出現多個包最後粘成乙個大包。當然這個是tcp的原因,還有就是緩衝區機制的問題,傳送端在預設狀況下是需要等到傳送去滿才傳送出去,故而適當使用push刷緩衝區也可減少粘包的現象,還有就是接受緩衝區處理不及時,沒有做到來乙個包立馬處理完這個包。

所以解決的思路大約如下:

對於傳送方引起的粘包現象,使用者可通過程式設計設定來避免,

tcp提供了強制資料立即傳送的操作指令

push

,tcp

軟體收到該操作指令後,就立即將本段資料傳送出去,而不必等待傳送緩衝區滿。此種方法關閉了優化演算法,降低了網路傳送效率,影響應用程式的效能。而且並不能保證

100%

不發生粘包現象。

對於接收方引起的粘包,則可通過優化程式設計、精簡接收程序工作量、提高接收程序優先順序等措施,使其及時接收資料,從而盡量避免出現粘包現象。該種思路對於接收方的程式演算法結構要求較高,而且可靠性不高,因為網路通訊中的併發等現象大量存在,很難真的能完全即使處理接受緩衝區而不發生粘包。

由接收方控制,將一包資料按結構字段,人為控制分多次接收,然後合併,通過這種手段來避免粘包。該思路的問題就更大了,應用程式效率被降低太多。而且我實在不認為這個真能不發生粘包,雖然包變小了,但是併發情況的存在並不能保證接收方有足夠的間隙去處理包。

預定義資料結構,單執行緒。位元組流前面先加上包頭標誌位,包頭中包含該包的資料長度,這樣在讀取的時候可按位元組讀取。這樣可有效控制粘包問題。並可以成功避免殘包的問題,且不會發生連鎖反應,乙個壞包的出現不會影響下乙個包的正常讀取。如。該中解決方案的優點是可以保證通訊的100%準確,缺點是影響程式效能,因為按位元組讀取包,必定會影響程式的效率。

改進:預定義資料結構,單執行緒。但是不是按位元組。檢視頭標誌位,讀取包長度,檢視緩衝區內包長度,兩者相等,則直接讀取。如果緩衝區內可讀位元組數大於標誌位描述的包長度,則按照標誌位描述的包長度讀取資料,如果緩衝區內刻度位元組數小於標誌位描述的包長度,則執行緒睡眠,等下乙個資料報的到來。

預定義資料結構,多執行緒。伺服器端與客戶端都是多執行緒工作,客戶端為三個主要執行緒:傳送執行緒、讀取執行緒與解析執行緒。伺服器端為四個主要執行緒:監聽主線程、接收、讀取、解析。按照第五種的思路,拿到資料報之後直接扔給解析執行緒,解析執行緒負責資料解析以及最終結果的**。此處比第五種多的思路就是乙個多執行緒,從而可以很大幅度提公升程式的效能。

預定義資料結構示意圖:

標誌位長度

資料

TCP網路傳輸「粘包」問題

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