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  • 35-socket 基于套接字的TCP与UDP

    一、socket的介绍

    Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

    所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

    也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序
    
    而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

    二 套接字发展史及分类

    套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。

    基于文件类型的套接字家族

    套接字家族的名字:AF_UNIX

    unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

    基于网络类型的套接字家族

    套接字家族的名字:AF_INET

    (还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)

    三 套接字工作流程

    ​ 一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。 生活中的场景就解释了这工作原理。

    先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束

    socket()模块函数用法

    import socket
        socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
    # socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。
    
    # 获取tcp/ip套接字
        tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 
    #获取udp/ip套接字
        udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
    # 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM

    服务端套接字函数

    • s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字
    • s.listen() 开始TCP监听
    • s.accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

    客户端套接字函数

    • s.connect() 主动初始化TCP服务器连接
    • s.connect_ex() connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

    公共用途的套接字函数

    • s.recv() 接收TCP数据
    • s.send() 发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
    • s.sendall() 发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
    • s.recvfrom() 接收UDP数据
    • s.sendto() 发送UDP数据
    • s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址
    • s.getsockname() 当前套接字的地址
    • s.getsockopt() 返回指定套接字的参数
    • s.setsockopt() 设置指定套接字的参数
    • s.close() 关闭套接字

    面向锁的套接字方法

    • s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
    • s.settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间
    • s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间

    面向文件的套接字的函数

    • s.fileno() 套接字的文件描述符
    • s.makefile() 创建一个与该套接字相关的文件

    四 基于TCP的套接字

    tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端

    4.1 一般流程

    tcp服务端

    ss = socket() #创建服务器套接字
    ss.bind()      #把地址绑定到套接字
    ss.listen()      #监听链接
    inf_loop:      #服务器无限循环
        cs = ss.accept() #接受客户端链接
        comm_loop:         #通讯循环
            cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
        cs.close()    #关闭客户端套接字
    ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

    tcp客户端

    cs = socket()    # 创建客户套接字
    cs.connect()    # 尝试连接服务器
    comm_loop:        # 通讯循环
        cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
    cs.close()            # 关闭客户套接字

    4.2 简单版套接字通信

    socket通信流程与打电话流程类似,我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信:

    tcp服务端

    import socket
    
    # 1、买手机
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议
    
    # 2、绑定手机卡
    phone.bind(('127.0.0.1',8081)) # 0-65535, 1024以前的都被系统保留使用
    
    # 3、开机
    phone.listen(5) # 5指的是半连接池的大小
    print('服务端启动完成,监听地址为:%s:%s' %('127.0.0.1',8080))
    # 4、等待电话连接请求:拿到电话连接conn
    conn,client_addr=phone.accept()
    # print(conn)
    print("客户端的ip和端口:",client_addr)
    
    # 5、通信:收发消息
    data=conn.recv(1024) # 最大接收的数据量为1024Bytes,收到的是bytes类型
    print("客户端发来的消息:",data.decode('utf-8'))
    conn.send(data.upper())
    
    # 6、关闭电话连接conn(必选的回收资源的操作)
    conn.close()
    
    # 7、关机(可选操作)
    phone.close()

    TCP客户端

    import socket
    
    #1、买手机
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议
    
    #2、拨通服务端电话
    phone.connect(('127.0.0.1',8081))
    
    #3、通信
    import time
    time.sleep(10)
    phone.send('hello egon 哈哈哈'.encode('utf-8'))
    data=phone.recv(1024)
    print(data.decode('utf-8'))
    
    #4、关闭连接(必选的回收资源的操作)
    phone.close()

    4.3 循环改进版

    加上连接循环和通讯循环的改进版

    服务端改进版:

    import socket
    
    # 1、买手机
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议
    
    # 2、绑定手机卡
    phone.bind(('127.0.0.1',8083)) # 0-65535, 1024以前的都被系统保留使用
    
    # 3、开机
    phone.listen(5) # 5指的是半连接池的大小
    print('服务端启动完成,监听地址为:%s:%s' %('127.0.0.1',8080))
    
    # 4、等待电话连接请求:拿到电话连接conn
    conn,client_addr=phone.accept()
    
    # 5、通信:收发消息
    while True:                  #  新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        try:
            data=conn.recv(1024) # 最大接收的数据量为1024Bytes,收到的是bytes类型
            if len(data) == 0:
                # 在unix系统中,一旦data收到的是空
                # 意味着是一种异常的行为:客户度非法断开了链接
                # 如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生
                break
            print("客户端发来的消息:",data.decode('utf-8'))
            conn.send(data.upper())
        except Exception:
            # 针对windows系统
            break
    
    # 6、关闭电话连接conn(必选的回收资源的操作)
    conn.close()
    
    # 7、关机(可选操作)
    phone.close()

    客户端改进版:

    BUG1:

      当发送的数据为空时,阻塞

    import socket
    
    #1、买手机
    phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议
    
    #2、拨通服务端电话
    phone.connect(('127.0.0.1',8084))
    
    #3、通信
    while True:        #    新增通信循环,客户端可以不断发收消息
        msg=input("输入要发送的消息>>>: ").strip() #msg='',
        if len(msg) == 0:continue                # 当发送数据为空时,tcp协议在缓存中也为空,不会被发送。udp协议会添加数据打包发送。
        phone.send(msg.encode('utf-8'))
        print('======?')
        data=phone.recv(1024)
        print(data.decode('utf-8'))
    
    #4、关闭连接(必选的回收资源的操作)
    phone.close()

    BUG2:

    有的同学在重启服务端时可能会遇到

     这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址(如果不懂,请深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)

    解决方法:

    方法一:

    #加入一条socket配置,重用ip和端口
    
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
    phone.bind(('127.0.0.1',8080))

    方法二:

    发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,
    vi /etc/sysctl.conf
    
    编辑文件,加入以下内容:
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
    
    然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。
    
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;
    
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;
    
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。
    
    net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

    五、基于UDP的套接字

    udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

    udp服务端

    ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
    ss.bind()       #绑定服务器套接字
    inf_loop:       #服务器无限循环
        cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
    ss.close()                         # 关闭服务器套接字

    udp客户端

    cs = socket()   # 创建客户套接字
    comm_loop:      # 通讯循环
        cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
    cs.close()                      # 关闭客户套接字

    5.1 UDP简单示例

    udp服务端

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE=1024
    udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    udp_server_client.bind(ip_port)
    
    while True:
        msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
        print(msg,addr)
    
        udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

    udp客户端

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE=1024
    udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
    
    while True:
        msg=input('>>: ').strip()
        if not msg:continue
    
        udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
    
        back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
        print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

    六、粘包问题

    6.1 粘包问题介绍

    只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

    发送端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有可能一次提走3K或6K数据,或者一次只提走几个字节的数据,也就是说,应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

    例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束

    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。

    此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP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个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP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。

    1. TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,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。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
    2. UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
    3. tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头,实验略

    udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠

    tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。

    6.2 两种粘包情况

    一、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)

    服务端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(5)
    
    
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    
    
    data1=conn.recv(10)
    data2=conn.recv(10)
    
    print('----->',data1.decode('utf-8'))
    print('----->',data2.decode('utf-8'))
    
    conn.close()
    

    客户端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    BUFSIZE=1024
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    res=s.connect_ex(ip_port)
    
    
    s.send('hello'.encode('utf-8'))
    s.send('feng'.encode('utf-8'))

    二、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) 

    服务端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(5)
    
    
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    
    
    data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
    data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
    
    print('----->',data1.decode('utf-8'))
    print('----->',data2.decode('utf-8'))
    
    conn.close()

    客户端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    BUFSIZE=1024
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    res=s.connect_ex(ip_port)
    
    
    s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
    

    拆包的发生情况

    当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时,tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。

    补充问题一:为何tcp是可靠传输,udp是不可靠传输

    基于tcp的数据传输请参考http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html,tcp在数据传输时,发送端先把数据发送到自己的缓存中,然后协议控制将缓存中的数据发往对端,对端返回一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端返回ack=0,则重新发送数据,所以tcp是可靠的

    而udp发送数据,对端是不会返回确认信息的,因此不可靠

    补充问题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

    recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据

    send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失

    6.3 利用网络延迟的解决方案

    (并未从根本上解决粘包)

    问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来一个死循环接收完所有数据

    这种方法的弊端:

    程序的运行速度远快于网络传输速度,所以在发送一段字节前,先用send去发送该字节流长度,这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗

    服务端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket,subprocess
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    
    s.bind(ip_port)
    s.listen(5)
    
    while True:
        conn,addr=s.accept()
        print('客户端',addr)
        while True:
            msg=conn.recv(1024)
            if not msg:break
            res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,
                                stdin=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE,
                             stdout=subprocess.PIPE)
            err=res.stderr.read()
            if err:
                ret=err
            else:
                ret=res.stdout.read()
            data_length=len(ret)
            conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))
            data=conn.recv(1024).decode('utf-8')
            if data == 'recv_ready':
                conn.sendall(ret)
        conn.close()
    

    客户端:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket,time
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))
    
    while True:
        msg=input('>>: ').strip()
        if len(msg) == 0:continue
        if msg == 'quit':break
    
        s.send(msg.encode('utf-8'))
        length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))
        s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))
        send_size=0
        recv_size=0
        data=b''
        while recv_size < length:
            data+=s.recv(1024)
            recv_size+=len(data)
    
    
        print(data.decode('utf-8'))

    6.4 自定义报头解决粘包

    为字节流加上自定义固定长度报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据

    struct模块介绍

    该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes

    >>> struct.pack('i',1111111111111)

    。。。。。。。。。

    struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围

     制作报头:

    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)

    具体实现:

    服务端:

    # 服务端应该满足两个特点:
    # 1、一直对外提供服务
    # 2、并发地服务多个客户端
    import subprocess
    import struct
    import json
    from socket import *
    
    server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
    server.bind(('127.0.0.1',8083))
    server.listen(5)
    
    #  服务端应该做两件事
    # 第一件事:循环地从板连接池中取出链接请求与其建立双向链接,拿到链接对象
    while True:
        conn,client_addr=server.accept()
    
        # 第二件事:拿到链接对象,与其进行通信循环
        while True:
            try:
                cmd=conn.recv(1024)
                if len(cmd) == 0:break
                obj=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                                 shell=True,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stderr=subprocess.PIPE
                                 )
    
                stdout_res=obj.stdout.read()
                stderr_res=obj.stderr.read()
                total_size=len(stdout_res)+len(stderr_res)
    
                # 1、制作头
                header_dic={
                    "filename":"a.txt",
                    "total_size":total_size,
                    "md5":"123123xi12ix12"
                }
    
                json_str = json.dumps(header_dic)
                json_str_bytes = json_str.encode('utf-8')
    
    
                # 2、先把头的长度发过去
                x=struct.pack('i',len(json_str_bytes))
                conn.send(x)
    
                # 3、发头信息
                conn.send(json_str_bytes)
                # 4、再发真实的数据
                conn.send(stdout_res)
                conn.send(stderr_res)
    
            except Exception:
                break
        conn.close()

    客户端: 

    import struct
    import json
    from socket import *
    
    client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    client.connect(('127.0.0.1',8083))
    
    while True:
        cmd=input('请输入命令>>:').strip()
        if len(cmd) == 0:continue
        client.send(cmd.encode('utf-8'))
    
        # 接收端
        # 1、先手4个字节,从中提取接下来要收的头的长度
        x=client.recv(4)
        header_len=struct.unpack('i',x)[0]
    
        # 2、接收头,并解析
        json_str_bytes=client.recv(header_len)
        json_str=json_str_bytes.decode('utf-8')
        header_dic=json.loads(json_str)
        print(header_dic)
        total_size=header_dic["total_size"]
    
        # 3、接收真实的数据
        recv_size = 0
        while recv_size < total_size:
            recv_data=client.recv(1024)
            recv_size+=len(recv_data)
            print(recv_data.decode('utf-8'),end='')
        else:
            print()
    
    
    # 粘包问题出现的原因
    # 1、tcp是流式协议,数据像水流一样粘在一起,没有任何边界区分
    # 2、收数据没收干净,有残留,就会下一次结果混淆在一起
    
    # 解决的核心法门就是:每次都收干净,不要任何残留

    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

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