1.socket黏包問題原理

黏包：指數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間沒有明確的分界線，導(dǎo)致不能正確的讀取數(shù)據(jù)。

應(yīng)用數(shù)據(jù)想要發(fā)送數(shù)據(jù)就必須將數(shù)據(jù)交給操作系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)需要同時為所有的應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，就意味著不可能馬上將應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)送，就需要為程序提供一個緩沖區(qū)，用于臨時存放數(shù)據(jù)。

當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)很快，有兩條數(shù)據(jù)都在緩沖區(qū)時，操作系統(tǒng)可能將兩個數(shù)據(jù)發(fā)給接收方，數(shù)據(jù)之間沒有分界線，接收方會誤認(rèn)為是一條數(shù)據(jù)。

2.UDP協(xié)議

UDP在收發(fā)數(shù)據(jù)時是基于數(shù)據(jù)包的，即一個包一個包的發(fā)送，包與包之間有明確的分界，到達(dá)對方緩沖區(qū)后也是獨(dú)立數(shù)據(jù)包。這種方式存在的問題：

①發(fā)送數(shù)據(jù)的長度每個操作系統(tǒng)會有不同的限制，數(shù)據(jù)超過限制則無法發(fā)送；

②接收方接收數(shù)據(jù)時，如果應(yīng)用程序提供的緩存容量小于數(shù)據(jù)包的長度，則會造成數(shù)據(jù)的丟失，而緩沖區(qū)大小不可能無限大。

這意味著UDP不會出現(xiàn)黏包問題，但會丟失數(shù)據(jù)，不可靠。

3.TCP協(xié)議

TCP增加了一套校驗規(guī)則來保證數(shù)據(jù)的完整性，會將超過TCP包最大長度的數(shù)據(jù)拆分為多個TCP包，并在傳輸數(shù)據(jù)時為每一個TCP數(shù)據(jù)包指定一個順序號，接收方在收到TCP數(shù)據(jù)包后按照順序?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行重組，重組后的數(shù)據(jù)全都是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，且每次收到的二進(jìn)制數(shù)據(jù)之間沒有明顯的分界?；谶@種工作機(jī)制，TCP在三種情況下發(fā)生黏包問題：

①當(dāng)單個數(shù)據(jù)包較小時，接收方可能一次性讀取了多個包的數(shù)據(jù)；

②當(dāng)整體數(shù)據(jù)較大時，接收方可能一次性僅讀取了一個包的一部分內(nèi)容；

③另外TCP協(xié)議為提高效率，增加了一種優(yōu)化機(jī)制，會將數(shù)據(jù)小且發(fā)送間隔短的數(shù)據(jù)合并發(fā)送，該機(jī)制也會導(dǎo)致發(fā)送方將兩個數(shù)據(jù)包粘在一起發(fā)送。

也就是說，TCP傳輸數(shù)據(jù)是可靠的，但是會黏包。

4.發(fā)送方出現(xiàn)的黏包

服務(wù)器端：

from socket import *
server_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('',8080))
server_socket.listen(5)
?
new_socket,client_addr = server_socket.accept()
?
data1 = new_socket.recv(1024)
data2 = new_socket.recv(1024)
print("收到的第一條數(shù)據(jù)：",data1)
print("收到的第二條數(shù)據(jù)：",data2)
?
new_socket.close()
server_socket.close()

客戶端：

from socket import *
?
client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('10.175.193.126',8080))
client_socket.send('hello'.encode('utf-8'))
client_socket.send('word'.encode('utf-8'))
client_socket.close()

服務(wù)器端接收到的數(shù)據(jù)：

由于客戶端兩條數(shù)據(jù)發(fā)送間隔太短且數(shù)據(jù)包太小，被服務(wù)器端誤認(rèn)為是一條數(shù)據(jù)。

5. 接收方出現(xiàn)的黏包

服務(wù)器端：

from socket import *
import time
?
server_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('',8080))
server_socket.listen(5)
?
new_socket,client_addr = server_socket.accept()
print("連接成功！",client_addr)
?
data1 = new_socket.recv(3) #每次只接收三個字節(jié)，接收不完整
time.sleep(6)
print("收到的第一條數(shù)據(jù)：",data1)
?
data2 = new_socket.recv(10)
#接收第一次未接收的數(shù)據(jù)，若有空間，會繼續(xù)接收新數(shù)據(jù)
print("收到的第二條數(shù)據(jù)：",data2)
?
new_socket.close()
server_socket.close()

客戶端：

from socket import *
#通過time模塊使客戶端發(fā)送多個數(shù)據(jù)包時，時間間隔變長
import time
?
client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('10.175.193.126',8080))
client_socket.send('hello'.encode('utf-8'))
time.sleep(5) #讓當(dāng)前線程休眠5秒
client_socket.send('word'.encode('utf-8'))
?
client_socket.close()

服務(wù)器端接收到的數(shù)據(jù)：

6.黏包的成因

①服務(wù)器端出現(xiàn)黏包：接收方不知道消息之間的界限，不知道一個消息要提取多少字節(jié)的數(shù)據(jù)造成的；

②客戶端出現(xiàn)黏包：TCP在發(fā)送數(shù)據(jù)少且間隔時間短的數(shù)據(jù)包時，會將幾條合并一起發(fā)送。

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