socket--粘包

参考博客：http://www.cnblogs.com/kex1n/p/6502002.html

一、粘包现象

　　在上一篇的socket传输大数据文章中，我们可以顺利的接发数据，似乎做的不错，可以接收了。但是其实还隐藏着一个问题，请看下面的情况：

　　

　　我们看到出错的位置，具体分析一下是什么情况

　　

　　这个功能在上篇中介绍是用来判断数据量大小的，即服务端先将其要发送的数据量大小发给客户端，然后客户端再接收数据时，以此来判断是否接收了全部数据。

　　我们在来看看服务端的代码：　

# 服务端先将数据大小发送给客户端，用于对比
conn.send(str(len('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8'))).encode('utf-8'))
# 发送数据
conn.send('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8'))

　　第一句代码的作用是发送数据量大小，第二句则是发送数据本身。由错误我们可以判断出，第一次发送的数据当中，不仅仅是数据量大小，即数据长度，还包含了第二次发送的部分数据。所以str格式的字符当然没办法 int了，就报错了。但是为什么发送的数据会混淆呢，why?

二、Socket粘包

　　同志们，这就是粘包了，也就是前后发送的数据在接收端那边是合在一起的。粘包现象不一定每次都出现，我试了二三十次才终于出现了。那么粘包现象是怎么来的呢？我目前知道的还少，只能有一点说一点了，先做个笔记，再慢慢了解了。

　　从现象上来看，粘包就是后一个数据紧跟着前一个数据的末尾被接收了，这样的影响就是如果两个包的数据格式不一样，分别要用来处理不同问题，比如上例中一个是int 一个是 str，就会出错。即便是数据格式一致，但前后数据连在一起，可能接收方就不知道其本意了。

　　2.1 考虑出现粘包

　　1）如果利用tcp每次发送数据，就与对方建立连接，然后双方发送完一段数据后，就关闭连接，这样就不会出现粘包问题。关闭连接主要是要双方都发送close连接，双方在数据发送和接收完毕后不再继续发送和接收新数据，而是双方关闭连接，这样就不用考虑粘包问题。

　　2）如果发送数据无结构，如文件传输，这样发送方只管发送，接收方只管接收存储就ok，也不用考虑粘包

       3）UDP发送数据不用考虑

　　4）如果双方建立连接，需要在连接后一段时间内发送不同结构数据，如连接后，有好几种结构，需要考虑粘包

　　5）双方建立连接后，一段时间内不断发送数据，需要考虑粘包

　　2.2 粘包原因

1. 发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包
2. 接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收　

　　具体点：

　　（1）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包数据。若连续几次发送的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一包后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

　　（2）接收方引起的粘包是由于接收方用户进程不及时接收数据，从而导致粘包现象。这是因为接收方先把收到的数据放在系统接收缓冲区，用户进程从该缓冲区取数据，若下一包数据到达时前一包数据尚未被用户进程取走，则下一包数据放到系统接收缓冲区时就接到前一包数据之后，而用户进程根据预先设定的缓冲区大小从系统接收缓冲区取数据，这样就一次取到了多包数据。

　　粘包情况有两种，一种是粘在一起的包都是完整的数据包，另一种情况是粘在一起的包有不完整的包。

三、如何解决粘包

　　具体情况具体分析吧。我们还是以上例来处理

　　3.1 利用超时

　　socket将数据存入缓冲区后，TCP/IP协议会将数据发送给接收方，我们在两次连续发送数据时加入一个间隔时间，比如说：　

conn.send(str(len('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8'))).encode('utf-8'))

time.sleep(0.5)   # 两次发送数据间隔一段时间
# 发送数据
 conn.send('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8', 'ignore'))

　　这样确实能解决问题，但是显然有缺陷，你让老司机发车的时候，总是停停顿顿的，他还不砸了硬盘？哦不，是方向盘。

 　　3.2 接收端收到数据后回复一个确认

　　利用socket中的recv()函数是阻塞的，在接收端不返回确认时，就不会继续发送数据。同样在两次发送数据之间添加这个功能，代码如下：

　　服务端：

# -*- coding: UTF-8 -*-
import os
import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # TCP/IP协议, tcp ,如果不填写就是默认这个

server.bind(('localhost', 9999))

server.listen()

while True:  # 可以接受多个客户端

    conn, addr = server.accept()

    while True:

        data = conn.recv(1024)
        if not data:   # 防止当接受的客户端数据为空时,程序卡掉
            print('client has lost...')
            break
        print('执行命令:', data.decode())
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()

        if len(cmd_res) == 0:
            print('command not found')
        else:
            # 服务端先将数据大小发送给客户端，用于对比
            conn.send(str(len('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8'))).encode('utf-8'))
            # 这里等待接收到返回
            clientACK = conn.recv(1024)
            # 发送数据
            conn.send('{}'.format(cmd_res).encode('utf-8', 'ignore'))
            print('发送完成')

　　客户端：

# -*- coding: UTF-8 -*-
import socket

client = socket.socket()

client.connect(('localhost', 9999))

while True:
    cmd = input('>>:').strip()
    # 判断是否发送空数据,如果是就重新发送
    if len(cmd) == 0:
        continue
    else:
        client.send(cmd.encode('utf-8'))
        data_size = client.recv(1024)  # 接收服务端发送的数据大小
        print(data_size)
        data_length = int(data_size.decode())
        # 此处就是给服务端返回确认
        client.send('返回确认收到数据大小，以解决粘包'.encode('utf-8'))
        
        print('返回数据大小:', data_length)
        # 定义已接收数据大小为0
        received_length = 0
        # 定义已接收数据为0
        received_data = b''
        while received_length < data_length:
            r_data = client.recv(1024)  # 接受的数据是bytes类型
            received_length += len(r_data)
            received_data += r_data
        else:
            print('接收数据大小:', received_length)
            print(received_data.decode('utf-8', 'ignore'))   # 不加ignore在windows有时会报错
            print('数据接收完毕!')

　　其实改的不是很多，就添加了两行代码，但是效果杠杠的，方向盘是保住了。