socket粘包问题解决

粘包
client.send(data1)
client.send(data2)
这两次send紧挨在一起，处理的时候会放在一起发过去
在Linux里每次都粘包，Windows里面某次会出现粘包
在两次send中间放一个time.time(0.5)可以解决这个问题，这个比较low

为什么只有TCP粘包，UDP没有粘包？

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

粘包产生原因：

在tcp协议中，有一个合包机制，将多次连续发送且间隔较小的数据，
打包成一块数据传送

还有一个机制是拆包，在发送端，因为受到网卡MTU限制，会将大的超过MTU
限制的数据，进行拆分，拆分成多个小的数据，进行传输，当传输到目标主机
的操作系统层时，会将多个小数据合并成原本的数据。

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。

粘包问题解决（一）

解决办法是在第一次send之后等待客户端确认，客户端确认之后，发给服务端，服务端收到之后进行第二次send

粘包问题解决（二）

import socket
'''
server.send(data1)
server.send(md5)
如果知道第一次data1的长度，
可以不用收到确认信息，也能保证不粘包的方法，怎么做呢？
'''
# 客户端
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9999))
total_size = 50000
received_size = 0
while received_size < total_size:
    if total_size - received_size > 1024:  #要收不止一次
        size = 1024
    else:  #最后一次了，剩多少收多少
        size = total_size - received_size
    data = client.recv(size)
    received_size += len(data)
else:
    print("receive done", total_size, received_size)
md5 = client.recv(1024)

粘包解决三

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)

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：

1. 先发报头长度
2. 再编码报头内容然后发送
3. 最后发真实内容

接收时：

1. 先收报头长度，用struct取出来
2. 根据取出的长度收取报头内容，然后解码，反序列化
3. 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

服务端：

# 前面省略....这是执行远程执行命令的服务端
while True:
    conn, addr = sock.accept()
    while True:
        cmd = conn.recv(1024)   #  获取客户端的命令
        res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                               shell=True,
                               stdout=subprocess.PIPE,
                               stderr=subprocess.PIPE)
        err = res.stderr.read()   # 获取cmd错误信息
        print(err)
        if err:
            back_msg = err
        else:
            back_msg = res.stdout.read()

        headers = {'data_size': len(back_msg)}   
        head_json = json.dumps(headers)        
        head_json_bytes = bytes(head_json, encoding='utf-8')   # 报头

        conn.send(struct.pack('i', len(head_json_bytes)))     # 1.先发报头的长度
        conn.send(head_json_bytes)                            # 2.再发报头
        conn.sendall(back_msg)                                # 3.在发真实的内容

    conn.close()

客户端：

from socket import *
import struct, json

ip_port = ('127.0.0.1', 8080)
client = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
client.connect(ip_port)

while True:
    cmd = input('>>: ')
    if not cmd: continue
    client.send(bytes(cmd, encoding='utf-8'))     # 发送cmd的byte

    head = client.recv(4)                                               # 1.先收报头长度
    head_json_len = struct.unpack('i', head)[0]                         # 2.提取报头长度
    head_json = json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8'))  # 3.按照报头长度,收取报头的bytes格式，转换为json
    data_len = head_json['data_size']                                   # 4. 根据报头，获取数据长度

    recv_size = 0
    recv_data = b''
    while recv_size < data_len:                                         # 5.根据数据长度，循环接收
        recv_data += client.recv(1024)
        recv_size += len(recv_data)

    print(recv_data.decode('utf-8'))
    # print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码