- TCP是个流协议，它存在粘包问题
- 产生粘包的原因是：
- TCP所传输的报文段有MSS的限制，如果套接字缓冲区的大小大于MSS，也会导致消息的分割发送。
- 由于链路层最大发送单元MTU，在IP层会进行数据的分片。
- 应用层调用write方法，将应用层的缓冲区中的数据拷贝到套接字的发送缓冲区。而发送缓冲区有一个SO_SNDBUF的限制，如果应用层的缓冲区数据大小大于套接字发送缓冲区的大小，则数据需要进行多次的发送。
- 粘包问题的解决
- ①：发送定长包
- 这里需要封装两个函数：
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ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count) ssize_t writen(int fd, void *buf, size_t count)
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- 这两个函数的参数列表和返回值与
read、write一致。它们的作用的读取/写入count个字节后再返回。其实现如下：-
ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count) { int left = count ; //剩下的字节 char * ptr = (char*)buf ; while(left>0) { int readBytes = read(fd,ptr,left); if(readBytes< 0)//read函数小于0有两种情况：1中断 2出错 { if(errno == EINTR)//读被中断 { continue; } return -1; } if(readBytes == 0)//读到了EOF { //对方关闭呀 printf("peer close "); return count - left; } left -= readBytes; ptr += readBytes ; } return count ; } /* writen 函数 写入count字节的数据 */ ssize_t writen(int fd, void *buf, size_t count) { int left = count ; char * ptr = (char *)buf; while(left >0) { int writeBytes = write(fd,ptr,left); if(writeBytes<0) { if(errno == EINTR) continue; return -1; } else if(writeBytes == 0) continue; left -= writeBytes; ptr += writeBytes; } return count; }
有了这两个函数之后，我们就可以使用定长包来发送数据了，我抽取其关键代码来讲诉：char readbuf[512]; readn(conn,readbuf,sizeof(readbuf)); //每次读取512个字节
同理的，写入的时候也写入512个字节char writebuf[512]; fgets(writebuf,sizeof(writebuf),stdin); writen(conn,writebuf,sizeof(writebuf); - 每个消息都以固定的512字节（或其他数字，看你的应用层的缓冲区大小）来发送，以此区分每一个信息，这便是以固定长度解决粘包问题的思路。定长包解决方案的缺点在于会导致增加网络的负担，无论每次发送的有效数据是多大，都得按照定长的数据长度进行发送。
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- ②：粘包解决方案二：使用结构体，显式说明数据部分的长度
- 在这个方案中，我们需要定义一个‘struct packet’包结构，结构中指明数据部分的长度，用四个字节来表示。发送端的对等方接收报文时，先读取前四个字节，获取数据的长度，由长度来进行数据的读取。定义一个结构体
struct packet { unsigned int msgLen ; //4个字节字段，说明数据部分的大小 char data[512] ; //数据部分 }
- 读写过程如下所示，这里抽取关键代码进行说明：
//发送数据过程 struct packet writebuf; memset(&writebuf,0,sizeof(writebuf)); while(fgets(writebuf.data,sizeof(writebuf.data),stdin)!=NULL) { int n = strlen(writebuf.data); //计算要发送的数据的字节数 writebuf.msgLen =htonl(n); //将该字节数保存在msgLen字段，注意字节序的转换 writen(conn,&writebuf,4+n); //发送数据，数据长度为4个字节的msgLen 加上data长度 memset(&writebuf,0,sizeof(writebuf)); }
- 下面是读取数据的过程，先读取msgLen字段，该字段指示了有效数据data的长度。依据该字段再读出data。
memset(&readbuf,0,sizeof(readbuf)); int ret = readn(conn,&readbuf.msgLen,4); //先读取四个字节，确定后续数据的长度 if(ret == -1) { err_exit("readn"); } else if(ret == 0) { printf("peer close "); break; } int dataBytes = ntohl(readbuf.msgLen); //字节序的转换 int readBytes = readn(conn,readbuf.data,dataBytes); //读取出后续的数据 if(readBytes == 0) { printf("peer close "); break; } if(readBytes<0) { err_exit("read"); }
- 在这个方案中，我们需要定义一个‘struct packet’包结构，结构中指明数据部分的长度，用四个字节来表示。发送端的对等方接收报文时，先读取前四个字节，获取数据的长度，由长度来进行数据的读取。定义一个结构体
- ③：粘包解决方案三：按行读取
- ftp协议采用/r/n来识别一个消息的边界，我们在这里实现一个按行读取的功能，该功能能够按/n来识别消息的边界。这里介绍一个函数：
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
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与read函数相比，recv函数的区别在于两点：
- recv函数只能够用于套接口IO。
- recv函数含有flags参数，可以指定一些选项。
recv函数的flags参数常用的选项是：
- MSG_OOB 接收带外数据，即通过紧急指针发送的数据
- MSG_PEEK 从缓冲区中读取数据，但并不从缓冲区中清除所读数据
为了实现按行读取，我们需要使用recv函数的MSG_PEEK选项。PEEK的意思是"偷看"，我们可以理解为窥视，看看socket的缓冲区内是否有某种内容，而清除缓冲区。
/* * 封装了recv函数 返回值说明：-1 读取出错 */ ssize_t read_peek(int sockfd,void *buf ,size_t len) { while(1) { //从缓冲区中读取，但不清除缓冲区 int ret = recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK); if(ret == -1 && errno == EINTR)//文件读取中断 continue; return ret; } } 下面是按行读取的代码： /* *读取一行内容 * 返回值说明： == 0 ：对端关闭 == -1 ： 读取错误 其他：一行的字节数，包含 * **/ ssize_t readLine(int sockfd ,void * buf ,size_t maxline) { int ret ; int nRead = 0; int left = maxline ; char * pbuf = (char *) buf; int count = 0; while(true) { //从socket缓冲区中读取指定长度的内容，但并不删除 ret = read_peek(sockfd,pbuf,left); // ret = recv(sockfd , pbuf , left , MSG_PEEK); if(ret<= 0) return ret; nRead = ret ; for(int i = 0 ;i< nRead ; ++i) { if(pbuf[i]==' ') //探测到有 { ret = readn (sockfd , pbuf, i+1); if(ret != i+1) exit(EXIT_FAILURE); return ret + returnCount; } } //如果嗅探到没有 //那么先将这一段没有 的读取出来 ret = readn(sockfd , pbuf , nRead); if(ret != nRead) exit(EXIT_FAILURE); pbuf += nRead ; left -= nRead ; count += nRead; } return -1; }
- ftp协议采用/r/n来识别一个消息的边界，我们在这里实现一个按行读取的功能，该功能能够按/n来识别消息的边界。这里介绍一个函数：
