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  • Python Day30 粘包

     一、什么是粘包

    只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包,为何,且听我娓娓道来

    首先需要掌握一个socket收发消息的原理:

    所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的

    两种情况下会发生粘包:

    1.发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)

    2.接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包) 

    二、粘包的解决方法

    1.使用的模块介绍:

      

       1、subprocess模块:执行系统模块

        ubprocess.Popen():调用当前系统来执行命令。

         stdout:标准正确的输出

         stderr:错误的输出

         stdin:输入

         shell=True:系统解释器

         subprocess.PIPE:就是一个管道

      2、struct模块

          struct.pack:打包成一个bates类型

          struct.unpack:解包,解包一个bates的类型

    import json,struct
    #假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt
    
    #为避免粘包,必须自定制报头
    header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值
    
    #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
    head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输
    
    #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
    head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度
    
    #客户端开始发送
    conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
    conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
    conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式
    
    #服务端开始接收
    head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
    x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度
    
    head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
    header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头
    
    #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
    real_data_len=s.recv(header['file_size'])
    s.recv(real_data_len)

    我们可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的详细信息,然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节(4个自己足够用了)

    发送时:

    先发报头长度

    再编码报头内容然后发送

    最后发真实内容

     

    接收时:

    先手报头长度,用struct取出来

    根据取出的长度收取报头内容,然后解码,反序列化

    从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息,然后去取真实的数据内容

    1采用自定义报头的形式:

    #服务端
    import socket      #导入模块
    import struct      #导入模块
    import subprocess  #导入模块
    din=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)   #基于网路家族以数据流的形式传输
    ip=('127.0.0.1',8080)   #标识服务端唯一的地址
    din.bind(ip)            #绑定地址
    din.listen(5)           #设置链接缓冲池最大数量
    while True:               
        conn,addr=din.accept()   #等待链接进入
        print('------>',addr)
        while True: 
            try:                 #开始捕捉异常,在windows中使用
                cmd=conn.recv(1024)   #把接收的内容赋值给变量cmd
                res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)    #设置一个管道,以shell的方式写入,判断如果是正确的命令就放到标准输出的管道中,否则就放到错误输出的管道中
                dui=res.stdout.read()    #读取标准输出管道中的内容赋值给dui
                cuo=res.stderr.read()    #读取错误输出管道中的内容赋值给cuo
                data_bat=len(dui)+len(cuo)  #把dui和cuo的内容长度相加赋值给data_bat
                conn.send(struct.pack('i',data_bat))  #通过模块模仿报头形式发送给客户端
                conn.send(dui)    #把dui的发送给客户端
                conn.send(cuo)    #把cuo的发送给客户端
            except Exception:     #结束捕捉异常
                break             #跳出
        conn.close()              #断开链接
    din.close()                   #关闭基于网络家族传输的链接
    #客户端
    import socket
    import struct
    din=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    din.connect(ip_port)
    while True:
        cmd=input('请输入命令:').strip()
        if not cmd:continue
        din.send(bytes(cmd,encoding='utf-8'))
        baotou=din.recv(4)
        data_size=struct.unpack('i',baotou)[0]
        rec_size=0
        rec_data=b''
        while rec_size < data_size:
            data=din.recv(1024)
            rec_size+=len(data)
            rec_data+=data
    
        print(rec_data.decode('gbk'))
    
    din.close()

    2、牛逼报头的形式:

    #服务端
    import struct   #导入模块
    import socket   #导入模块
    import json     #导入模块
    import subprocess   #导入模块
    din=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)   #基于网络家族以流的方式创建一个链接路
    ip=('127.0.0.1',8080)  #设定服务端唯一的地址
    din.bind(ip)  #绑定地址
    din.listen(5)  #激活启动,设置链接池最大缓数量
    while True:
        conn,addr=din.accept()   #等待接受数据链接
        print('------->>>')
        while True:
            try:   #开始捕捉异常,在windows中使用
                dr=conn.recv(1024)   #接收内容并赋值给dr
                res=subprocess.Popen(dr.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)   #设置一个管道,把对的内容一个对的管道中,把错误的放进一个错误的管道中。
                dui=res.stdout.read()  #读取标准输出的内容并赋值给dui
                cuo=res.stderr.read()  #读取错误输出的内容并赋值给cuo
                data_lik=len(dui)+len(cuo)  #计算标准输出和错误输出的总长度并赋值给data_lik
                head_dic={'data_lik':data_lik}  #自己顶一个字典 并赋值给head_dic
                head_json=json.dumps(head_dic)  #把自己定义的字典进行一个序列化
                head_bytes=head_json.encode('utf-8')  #把序列化后的内容进行转码 ,因为网络传输都是通过字节进行传输
                head_len=len(head_bytes)  #把转换成字节码的长度拿到 并赋值给head_len
                #发送报头长度
                conn.send(struct.pack('i',head_len))  #发送自己定义的报头长度
                # 发送报头
                conn.send(head_bytes)       #发送自己定义的报头
                #发送真是数据  
                conn.send(dui)              #发送真实的数据
                conn.send(cuo)              #发送真实的数据
            except Exception:               #结束捕捉异常
                break                       #跳出
        conn.close()                        #断开链接
    din.close()                             #关闭连接
    #客户端
    import struct    #导入模块
    import socket    #导入模块
    import json      #导入模块
    din=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)   #基于网络家族和流的方式传输 创建连接
    ip=('127.0.0.1',8080)     #设置唯一的地址
    din.connect(ip)           #绑定地址
    while True:  
        run=input('请输入命令:')      #用户交互界面
        if not run:continue           #判断如果run为空就跳出
        din.send(bytes(run,encoding='utf-8'))   #通过字节形式发送用户输入的的内容
        data=din.recv(4)          #接收内容长度为4,并赋值给data
        head_len=struct.unpack('i',data)[0]  #解报头并索引出值赋值给head_len
        head_bytes=din.recv(head_len)      #接收长度为head_len变量中的值,赋值给head_bytes
        head_json=head_bytes.decode('utf-8')   #把刚刚接收的内容进行转换,转换成utf-8
        head_dic=json.loads(head_json)       #在把转换成utf-8的内容 反序列化成字典的形式
        data_lik=head_dic['data_lik']        #在把字典的查找的值赋值给data_lik
        recv_size=0                         #设定变量并赋值为0
        recv_data=b''                      #设定变量并创建一个空字节的
        while recv_size < data_lik:       #如果变量小于字典查找出来的值时,循环为真。
            data=din.recv(1024)          #接收内容赋值给data
            recv_size+=len(data)        #把得到的内容长度加到变量recv_size中,这样就能实现如果没有取完内容就一直取得效果
            recv_data+=data           #把拿到的值加到新创建的字节中
            print(recv_data.decode('gbk'))   #打印以GBK转码的内容
    din.close()   #关闭连接



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