网络编程之粘包现象
一、什么是粘包
须知：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包
粘包不一定会发生
如果发生了：1.可能是在客户端已经粘了
2.客户端没有粘，可能是在服务端粘了
首先需要掌握一个socket收发消息的原理
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。（因为TCP是流式协议，不知道啥时候开始，啥时候结束）。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。
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。
二、发生粘包的两种情况
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，会当做一个包发出去，产生粘包）
1 from socket import * 2 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 3 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SOCK_STREAM,1) 4 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) 5 phone.listen(5) 6 print('start running...') 7 8 coon,addr = phone.accept() #等待连接 9 10 data1 = coon.recv(10) 11 data2 = coon.recv(10) 12 13 print('------------>',data1.decode('utf-8')) 14 print('------------>',data2.decode('utf-8')) 15 coon.close() 16 phone.close()
1 from socket import * 2 import time 3 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 4 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) 5 6 phone.send('hello'.encode('utf-8')) 7 phone.send('helloworld'.encode('utf-8')) 8 phone.close()
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）
1 from socket import * 2 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 3 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SOCK_STREAM,1) 4 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) 5 phone.listen(5) 6 print('start running...') 7 8 coon,addr = phone.accept() #等待连接 9 10 data1 = coon.recv(2) #一次没有接收完整 11 data2 = coon.recv(10) #下一次接收的时候会先取旧的数据,然后取新的 12 # data3 = coon.recv(1024) #接收等5秒后的信息 13 print('------------>',data1.decode('utf-8')) 14 print('------------>',data2.decode('utf-8')) 15 # print('------------>',data3.decode('utf-8')) 16 coon.close() 17 phone.close()
1 from socket import * 2 import time 3 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) 4 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) 5 6 phone.send('hello'.encode('utf-8')) 7 time.sleep(5) 8 phone.send('haiyan'.encode('utf-8')) 9 phone.close()
三、解决粘包的方法
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
1 import socket 2 import subprocess 3 import struct 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 5 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡 6 phone.listen(5) #阻塞的最大数 7 print('start runing.....') 8 while True: #链接循环 9 coon,addr = phone.accept()# 等待接电话 10 print(coon,addr) 11 while True: #通信循环 12 # 收发消息 13 cmd = coon.recv(1024) #接收的最大数 14 print('接收的是：%s'%cmd.decode('utf-8')) 15 #处理过程 16 res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell = True, 17 stdout=subprocess.PIPE, #标准输出 18 stderr=subprocess.PIPE #标准错误 19 ) 20 stdout = res.stdout.read() 21 stderr = res.stderr.read() 22 #先发报头(转成固定长度的bytes类型，那么怎么转呢？就用到了struct模块) 23 #len(stdout) + len(stderr)#统计数据的长度 24 header = struct.pack('i',len(stdout)+len(stderr))#制作报头 25 coon.send(header) 26 #再发命令的结果 27 coon.send(stdout) 28 coon.send(stderr) 29 coon.close() 30 phone.close()
1 import socket 2 import struct 3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 4 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #连接服 5 while True: 6 # 发收消息 7 cmd = input('请你输入命令>>：').strip() 8 if not cmd:continue 9 phone.send(cmd.encode('utf-8')) #发送 10 #先收报头 11 header_struct = phone.recv(4) #收四个 12 unpack_res = struct.unpack('i',header_struct) 13 total_size = unpack_res[0] #总长度 14 #后收数据 15 recv_size = 0 16 total_data=b'' 17 while recv_size<total_size: #循环的收 18 recv_data = phone.recv(1024) #1024只是一个最大的限制 19 recv_size+=len(recv_data) # 20 total_data+=recv_data # 21 print('返回的消息：%s'%total_data.decode('gbk')) 22 phone.close()
四、解决粘包问题升级版：完整的解决了
1 import socket 2 import subprocess 3 import struct 4 import json 5 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机 6 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡 8 phone.listen(5) #阻塞的最大数 9 print('start runing.....') 10 while True: #链接循环 11 coon,addr = phone.accept()# 等待接电话 12 print(coon,addr) 13 while True: #通信循环 14 # 收发消息 15 cmd = coon.recv(1024) #接收的最大数 16 print('接收的是：%s'%cmd.decode('utf-8')) 17 #处理过程 18 res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell = True, 19 stdout=subprocess.PIPE, #标准输出 20 stderr=subprocess.PIPE #标准错误 21 ) 22 stdout = res.stdout.read() 23 stderr = res.stderr.read() 24 # 制作报头 25 header_dic = { 26 'total_size': len(stdout)+len(stderr), # 总共的大小 27 'filename': None, 28 'md5': None 29 } 30 header_json = json.dumps(header_dic) #字符串类型 31 header_bytes = header_json.encode('utf-8') #转成bytes类型(但是长度是可变的) 32 #先发报头的长度 33 coon.send(struct.pack('i',len(header_bytes))) #发送固定长度的报头 34 #再发报头 35 coon.send(header_bytes) 36 #最后发命令的结果 37 coon.send(stdout) 38 coon.send(stderr) 39 coon.close() 40 phone.close()
1 import socket 2 import struct 3 import json 4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 5 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #连接服务器 6 while True: 7 # 发收消息 8 cmd = input('请你输入命令>>：').strip() 9 if not cmd:continue 10 phone.send(cmd.encode('utf-8')) #发送 11 #先收报头的长度 12 header_len = struct.unpack('i',phone.recv(4))[0] #吧bytes类型的反解 13 #在收报头 14 header_bytes = phone.recv(header_len) #收过来的也是bytes类型 15 header_json = header_bytes.decode('utf-8') #拿到json格式的字典 16 header_dic = json.loads(header_json) #反序列化拿到字典了 17 total_size = header_dic['total_size'] #就拿到数据的总长度了 18 #最后收数据 19 recv_size = 0 20 total_data=b'' 21 while recv_size<total_size: #循环的收 22 recv_data = phone.recv(1024) #1024只是一个最大的限制 23 recv_size+=len(recv_data) #有可能接收的不是1024个字节，或许比1024多呢， 24 # 那么接收的时候就接收不全，所以还要加上接收的那个长度 25 total_data+=recv_data #最终的结果 26 print('返回的消息：%s'%total_data.decode('gbk')) 27 phone.close()
五、struct模块
#struct
#该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes类型
import struct
res = struct.pack('i',12345)
print(res,len(res),type(res)) #长度是4
res2 = struct.pack('i',12345111)
print(res,len(res),type(res2)) #长度也是4
unpack_res =struct.unpack('i',res2)
print(unpack_res) #(12345111,)
print(unpack_res[0]) #12345111
