Python--网络编程-----粘包的底层原理分析

一、send是不是直接把数据发给服务端

不是，要想发数据，必须得通过网卡发送数据，应用软件是无法直接通过网卡发送数据的，它需要调用操作系统接口，

也就是说，应用软件把要发送的数据由应用系统内存copy到操作系统内存，进而由操作系统控制数据的发送，copy到

操作系统内存也意味着send已经发送完毕了，它是无法控制操作系统怎样发送数据的。

二、recv是不是直接从客户端接收数据

不是，与send数据相同，应用软件是无法直接通过网卡接收数据的，它需要调用操作系统接口，应用软件把要接收的数

据由操作系统内存copy到应用系统内存。

三、不管是recv还是send都不是直接接收对方的数据，而是操作自己操作系统内存--------》不是一个send对应一个recv

1、recv：

　　　　wait data：耗时非常长

　　　　copy data

2、send：

　　　　copy data

3、socket 为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一次数据给对方。若连续几次需要send的数据都很少，

通常TCP socket 会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

4、发送端为了将多个发往接收端的包，更有效的发到对方，使用了优化方法（Nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，

合并成一个大的数据块，然后进行封包。

5、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。

四、粘包不一定会发生，在数据量小，时间间隔短的情况下会发生，代码示例如下：

1、客户端粘包

客户端代码：
import socket


client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

client.connect(('127.0.0.1', 9903))

client.send('hello'.encode('utf-8'))
client.send('world'.encode('utf-8'))

服务端代码：
import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 9903))  # 0-65535:0-1024给操作系统使用
server.listen(5)

conn, addr = server.accept()

res1 = conn.recv(1024)
print('第一次结果：', res1)

res2 = conn.recv(1024)
print('第二次结果：', res2)

启动之后服务端结果为：
第一次结果： b'helloworld'
第二次结果： b''

两次send在客户端已经粘包，一次性发给服务端，所以服务端第一次就从服务端的操作系统内存中取出了两次send内容

如果在客户端两次send中间加一个time.sleep(1),服务端结果为：

第一次结果： b'hello'
第二次结果： b'world'

可以看出，客户端不会等待1秒钟，而直接把hello发过去了，1秒钟后，再把world发送到服务端，这样客户端和服务端都没有发生粘包

2、服务端粘包

服务端代码为：

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 9903))  # 0-65535:0-1024给操作系统使用
server.listen(5)

conn, addr = server.accept()

res1 = conn.recv(1)
print('第一次结果：', res1)

res2 = conn.recv(1024)
print('第二次结果：', res2)

客户端代码为：

import socket


client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

client.connect(('127.0.0.1', 9903))

client.send('hello'.encode('utf-8'))
client.send('world'.encode('utf-8'))

服务端运行结果为：

第一次结果： b'h'
第二次结果： b'elloworld'

第一次recv只接收了一个byte的数据h，ello四个字节的数据遗留在管道中，会和后面的数据在服务端发生粘包现象，

如果知道发送端的数据量大小，第一次recv5个byte的数据，第二次接收5个byte的数据，也不会发生粘包现象，

或者服务端代码改为如下：

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 9903))  # 0-65535:0-1024给操作系统使用
server.listen(5)

conn, addr = server.accept()

res1 = conn.recv(1)
res2 = conn.recv(1)
res3 = conn.recv(1)
res4 = conn.recv(1)
res5 = conn.recv(1)
print('第一次结果：', res1+res2+res3+res4+res5)

res2 = conn.recv(1024)
print('第二次结果：', res2)

服务端也不会发生粘包现象，因为保证了第一次结果把第一次send的数据接收完整，

所以说，要想避免粘包现象，必须知道发送端send的数据量的大小，然后服务端根据send的数据量的大小recv数据，