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粘包的原因分析及解决

發布時間：2025/4/5 编程问答 45 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了粘包的原因分析及解决小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

文章目錄

- 1 粘包的原因分析
- 2 客戶端解決粘包的問題
- 3 服務端解決粘包的問題

1 粘包的原因分析

先看一下數據收發的示意圖：

我們之前每次只處理一幀數據，如果接收端的處理速度力和發送端的發送速度不匹配就會導致接收緩沖區滿的情況，這種情況下就會出現緩沖區溢出的情況，導致網絡阻塞。在實際的測試中，發現程序直接卡死，原因暫時無法得知！

我們這個時候就需要引入第二緩沖區，我們每次不再讀取一幀的數據長度，而是盡可能的將緩沖區的數據都進行讀取。在這種情況下，有可能出現粘包、少包的情況。我們就需要對粘包和少包進行處理。

粘包、少包的處理方式其實很簡單，把每次讀取到的數據都放到第二緩沖區，然后對第二緩沖區的數據進行處理即可。

2 客戶端解決粘包的問題

其實處理十分簡單，核心代碼如下：

//緩沖區最小單元大小 #ifndef RECV_BUFF_SZIE #define RECV_BUFF_SZIE 102400 #endif // !RECV_BUFF_SZIE//第二緩沖區消息緩沖區char _szMsgBuf[RECV_BUFF_SZIE * 10] = {};//消息緩沖區的數據尾部位置int _lastPos = 0;//接收緩沖區char _szRecv[RECV_BUFF_SZIE] = {};//接收數據處理粘包拆分包int RecvData(SOCKET cSock){// 5 接收數據int nLen = (int)recv(cSock, _szRecv, RECV_BUFF_SZIE, 0);//printf("nLen=%d\n", nLen);if (nLen <= 0){printf("<socket=%d>與服務器斷開連接，任務結束。\n", cSock);return -1;}//將收取到的數據拷貝到消息緩沖區memcpy(_szMsgBuf+_lastPos, _szRecv, nLen);//消息緩沖區的數據尾部位置后移_lastPos += nLen;//判斷消息緩沖區的數據長度大于消息頭DataHeader長度while (_lastPos >= sizeof(DataHeader)){//這時就可以知道當前消息的長度DataHeader* header = (DataHeader*)_szMsgBuf;//判斷消息緩沖區的數據長度大于消息長度if (_lastPos >= header->dataLength){//消息緩沖區剩余未處理數據的長度int nSize = _lastPos - header->dataLength;//處理網絡消息OnNetMsg(header);//將消息緩沖區剩余未處理數據前移memcpy(_szMsgBuf, _szMsgBuf + header->dataLength, nSize);//消息緩沖區的數據尾部位置前移_lastPos = nSize;}else {//消息緩沖區剩余數據不夠一條完整消息break;}}return 0;}

注意：這種做法并不高效，每處理一個數據幀就需要移動數據，還有很大的改進空間。

3 服務端解決粘包的問題

思路一致：

EasyTcpServer.hpp：

#ifndef _EasyTcpServer_hpp_ #define _EasyTcpServer_hpp_#ifdef _WIN32#define WIN32_LEAN_AND_MEAN#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS#include<windows.h>#include<WinSock2.h>#pragma comment(lib,"ws2_32.lib") #else#include<unistd.h> //uni std#include<arpa/inet.h>#include<string.h>#define SOCKET int#define INVALID_SOCKET (SOCKET)(~0)#define SOCKET_ERROR (-1) #endif#include<stdio.h> #include<vector> #include"MessageHeader.hpp"//緩沖區最小單元大小 #ifndef RECV_BUFF_SZIE #define RECV_BUFF_SZIE 102400 #endif // !RECV_BUFF_SZIEclass ClientSocket { public:ClientSocket(SOCKET sockfd = INVALID_SOCKET){_sockfd = sockfd;memset(_szMsgBuf, 0, sizeof(_szMsgBuf));_lastPos = 0;}SOCKET sockfd(){return _sockfd;}char* msgBuf(){return _szMsgBuf;}int getLastPos(){return _lastPos;}void setLastPos(int pos){_lastPos = pos;} private:// socket fd_set file desc setSOCKET _sockfd;//第二緩沖區消息緩沖區char _szMsgBuf[RECV_BUFF_SZIE * 10];//消息緩沖區的數據尾部位置int _lastPos; };class EasyTcpServer { private:SOCKET _sock;std::vector<ClientSocket*> _clients; public:EasyTcpServer(){_sock = INVALID_SOCKET;}virtual ~EasyTcpServer(){Close();}//初始化SocketSOCKET InitSocket(){ #ifdef _WIN32//啟動Windows socket 2.x環境WORD ver = MAKEWORD(2, 2);WSADATA dat;WSAStartup(ver, &dat); #endifif (INVALID_SOCKET != _sock){printf("<socket=%d>關閉舊連接...\n", (int)_sock);Close();}_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);if (INVALID_SOCKET == _sock){printf("錯誤，建立socket失敗...\n");}else {printf("建立socket=<%d>成功...\n", (int)_sock);}return _sock;}//綁定IP和端口號int Bind(const char* ip, unsigned short port){//if (INVALID_SOCKET == _sock)//{// InitSocket();//}// 2 bind 綁定用于接受客戶端連接的網絡端口sockaddr_in _sin = {};_sin.sin_family = AF_INET;_sin.sin_port = htons(port);//host to net unsigned short#ifdef _WIN32if (ip){_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ip);}else {_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;} #elseif (ip) {_sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);}else {_sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;} #endifint ret = bind(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(_sin));if (SOCKET_ERROR == ret){printf("錯誤,綁定網絡端口<%d>失敗...\n", port);}else {printf("綁定網絡端口<%d>成功...\n", port);}return ret;}//監聽端口號int Listen(int n){// 3 listen 監聽網絡端口int ret = listen(_sock, n);if (SOCKET_ERROR == ret){printf("socket=<%d>錯誤,監聽網絡端口失敗...\n",_sock);}else {printf("socket=<%d>監聽網絡端口成功...\n", _sock);}return ret;}//接受客戶端連接SOCKET Accept(){// 4 accept 等待接受客戶端連接sockaddr_in clientAddr = {};int nAddrLen = sizeof(sockaddr_in);SOCKET cSock = INVALID_SOCKET; #ifdef _WIN32cSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrLen); #elsecSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, (socklen_t *)&nAddrLen); #endifif (INVALID_SOCKET == cSock){printf("socket=<%d>錯誤,接受到無效客戶端SOCKET...\n", (int)_sock);}else{NewUserJoin userJoin;SendDataToAll(&userJoin);_clients.push_back(new ClientSocket(cSock));printf("socket=<%d>新客戶端加入：socket = %d,IP = %s \n", (int)_sock, (int)cSock, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));}return cSock;}//關閉Socketvoid Close(){if (_sock != INVALID_SOCKET){ #ifdef _WIN32for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--){closesocket(_clients[n]->sockfd());delete _clients[n];}// 8 關閉套節字closesocketclosesocket(_sock);//------------//清除Windows socket環境WSACleanup(); #elsefor (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--){close(_clients[n]->sockfd());delete _clients[n];}// 8 關閉套節字closesocketclose(_sock); #endif_clients.clear();}}//處理網絡消息int _nCount = 0;bool OnRun(){if (isRun()){//伯克利套接字 BSD socketfd_set fdRead;//描述符（socket）集合fd_set fdWrite;fd_set fdExp;//清理集合FD_ZERO(&fdRead);FD_ZERO(&fdWrite);FD_ZERO(&fdExp);//將描述符（socket）加入集合FD_SET(_sock, &fdRead);FD_SET(_sock, &fdWrite);FD_SET(_sock, &fdExp);SOCKET maxSock = _sock;for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--){FD_SET(_clients[n]->sockfd(), &fdRead);if (maxSock < _clients[n]->sockfd()){maxSock = _clients[n]->sockfd();}}///nfds 是一個整數值是指fd_set集合中所有描述符(socket)的范圍，而不是數量///既是所有文件描述符最大值+1 在Windows中這個參數可以寫0timeval t = { 1,0 };int ret = select(maxSock + 1, &fdRead, &fdWrite, &fdExp, &t); ////printf("select ret=%d count=%d\n", ret, _nCount++);if (ret < 0){printf("select任務結束。\n");Close();return false;}//判斷描述符（socket）是否在集合中if (FD_ISSET(_sock, &fdRead)){FD_CLR(_sock, &fdRead);Accept();}for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--){if (FD_ISSET(_clients[n]->sockfd(), &fdRead)){if (-1 == RecvData(_clients[n])){auto iter = _clients.begin() + n;//std::vector<SOCKET>::iteratorif (iter != _clients.end()){delete _clients[n];_clients.erase(iter);}}}}return true;}return false;}//是否工作中bool isRun(){return _sock != INVALID_SOCKET;}//緩沖區char _szRecv[RECV_BUFF_SZIE] = {};//接收數據處理粘包拆分包int RecvData(ClientSocket* pClient){// 5 接收客戶端數據int nLen = (int)recv(pClient->sockfd(), _szRecv, RECV_BUFF_SZIE, 0);//printf("nLen=%d\n", nLen);if (nLen <= 0){printf("客戶端<Socket=%d>已退出，任務結束。\n", pClient->sockfd());return -1;}//將收取到的數據拷貝到消息緩沖區memcpy(pClient->msgBuf() + pClient->getLastPos(), _szRecv, nLen);//消息緩沖區的數據尾部位置后移pClient->setLastPos(pClient->getLastPos() + nLen);//判斷消息緩沖區的數據長度大于消息頭DataHeader長度while (pClient->getLastPos() >= sizeof(DataHeader)){//這時就可以知道當前消息的長度DataHeader* header = (DataHeader*)pClient->msgBuf();//判斷消息緩沖區的數據長度大于消息長度if (pClient->getLastPos() >= header->dataLength){//消息緩沖區剩余未處理數據的長度int nSize = pClient->getLastPos() - header->dataLength;//處理網絡消息OnNetMsg(pClient->sockfd(),header);//將消息緩沖區剩余未處理數據前移memcpy(pClient->msgBuf(), pClient->msgBuf() + header->dataLength, nSize);//消息緩沖區的數據尾部位置前移pClient->setLastPos(nSize);}else {//消息緩沖區剩余數據不夠一條完整消息break;}}return 0;}//響應網絡消息virtual void OnNetMsg(SOCKET cSock, DataHeader* header){switch (header->cmd){case CMD_LOGIN:{Login* login = (Login*)header;//printf("收到客戶端<Socket=%d>請求：CMD_LOGIN,數據長度：%d,userName=%s PassWord=%s\n", cSock, login->dataLength, login->userName, login->PassWord);//忽略判斷用戶密碼是否正確的過程LoginResult ret;SendData(cSock, &ret);}break;case CMD_LOGOUT:{Logout* logout = (Logout*)header;//printf("收到客戶端<Socket=%d>請求：CMD_LOGOUT,數據長度：%d,userName=%s \n", cSock, logout->dataLength, logout->userName);//忽略判斷用戶密碼是否正確的過程LogoutResult ret;SendData(cSock, &ret);}break;default:{printf("<socket=%d>收到未定義消息,數據長度：%d\n", cSock, header->dataLength);//DataHeader ret;//SendData(cSock, &ret);}break;}}//發送指定Socket數據int SendData(SOCKET cSock, DataHeader* header){if (isRun() && header){return send(cSock, (const char*)header, header->dataLength, 0);}return SOCKET_ERROR;}void SendDataToAll(DataHeader* header){for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--){SendData(_clients[n]->sockfd(), header);}}};#endif // !_EasyTcpServer_hpp_

參考資料：

C++ 百萬并發網絡通信引擎架構與實現（服務端、客戶端、跨平臺） Version 1.0

總結

以上是生活随笔為你收集整理的粘包的原因分析及解决的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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