C# TCP网络编程5（分包和粘包二）
一：TCP粘包产生的原理
1，TCP粘包是指发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包，从接收缓冲区看，后一包数据的头紧接着前一包数据的尾。出现粘包现象的原因是多方面的，它既可能由发送方造成，也可能由接收方造成。
2，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。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。
3，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。
三：解决原理及代码实现
1，采用包头（固定长度，里面存着包体的长度，发送时动态获取）+包体的传输机制。如图
HeaderSize 存放着包体的长度，其HeaderSize本身是定长4字节；
一个完整的数据包（L）=HeaderSize+BodySize;、
2，分包算法
其基本思路是首先将待处理的接收数据流即系统缓冲区数据（长度设为M）强行转换成预定的结构数据形式，并从中取出结构数据长度字段L，而后根据包头计算得到第一包数据长度。
M=系统缓冲区大小；L=用户发送的数据包=HeaderSize+BodySize;
发送数据的时候，先构造固定长度的表头数据（比如4个字节）+需要发送的数据
///上述内容引用https://www.cnblogs.com/wangjun8868/p/7160661.html
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
///客户端代码
Socket clientSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Parse("192.168.1.102"), 3344);
clientSocket.Connect(ipEndPoint);
byte[] receiveBuffer = new byte[1024];
int count = clientSocket.Receive(receiveBuffer);
string msg = Encoding.UTF8.GetString(receiveBuffer, 0, count);
Console.WriteLine("接收到服务端的消息：" + msg);
for (int i = 0; i < 100; i++) ///客户端启动向服务端发送250条数据
{
clientSocket.Send(SendMsg(i.ToString()));
}
Console.ReadKey();
}
/// <summary>
/// 构造发送数据
/// </summary>
/// <param name="msg"></param>
/// <returns></returns>
public static byte[] SendMsg(string msg)
{
int length = msg.Length;
//构造表头数据，固定4个字节的长度，表示内容的长度
byte[] headerBytes = BitConverter.GetBytes(length);
//构造内容
byte[] bodyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
byte[] tempBytes = new byte[headerBytes.Length + bodyBytes.Length];
///拷贝到同一个byte[]数组中，发送出去..
Buffer.BlockCopy(headerBytes, 0, tempBytes, 0, headerBytes.Length);
Buffer.BlockCopy(bodyBytes, 0, tempBytes, headerBytes.Length, bodyBytes.Length);
return tempBytes;
}
}
/////服务端代码
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
///服务端代码
Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
IPAddress ip = IPAddress.Parse("192.168.1.102");
IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ip, 3344);
serverSocket.Bind(ipEndPoint);
serverSocket.Listen(0);//开启监听
Console.WriteLine("服务器启动");
//开始异步接收客户端
serverSocket.BeginAccept(AcceptAsyncCallBack, serverSocket);
Console.ReadKey();
}
/// <summary>
/// 异步等待客户端回调方法
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private static void AcceptAsyncCallBack(IAsyncResult ar)
{
Socket serverSocket = ar.AsyncState as Socket;//传递过来的参数
Socket clientSokcet = serverSocket.EndAccept(ar); //一个客户端连接过来了
string msg = ":Hello client! 你好......";
byte[] dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(msg); //网络连接收发数据，只能发送byte[] 字节数组
clientSokcet.Send(dataBytes);
///messageHandle.DataBuffer缓存区，messageHandle.ContentSize（缓存区中已经存在的内容长度开始存）
/// messageHandle.remainSize 缓存区中剩余可以存储的空间
clientSokcet.BeginReceive(messageHandle.DataBuffer, messageHandle.ContentSize, messageHandle.remainSize, SocketFlags.None, ReceiveCallBack, clientSokcet); //开始异步接收数据
serverSocket.BeginAccept(AcceptAsyncCallBack, serverSocket);//循环等待客户端接收....
}
static MessageHandle messageHandle = new MessageHandle();
/// <summary>
/// 异步接收数据回调方法
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private static void ReceiveCallBack(IAsyncResult ar)
{
Socket clientSocket = null;
try
{
clientSocket = ar.AsyncState as Socket;
int count = clientSocket.EndReceive(ar); //接收到的数据量
if (count == 0) ///说明客户端已经已经断开连接了
{
if (clientSocket != null)
{
clientSocket.Close();
}
return;
}
//j解析数据（把新接收的数据传入）
messageHandle.ReadMessage(count);
//开始异步接收数据
clientSocket.BeginReceive(messageHandle.DataBuffer, messageHandle.ContentSize, messageHandle.remainSize, SocketFlags.None, ReceiveCallBack, clientSocket);
}
catch (Exception e)///说明客户端已经已经断开连接了,异常断开
{
Console.WriteLine(e);
if (clientSocket != null)
{
clientSocket.Close();
}
}
}
}
服务午安数据发送，或者接收数据解析类
public class MessageHandle
{
//表头的数据长度为4个个字节，表示后面的数据的长度
//保证能够每次接收发送的消息小于1024bit大小，否则无法完整接收整条数据
private byte[] dataBuffer = new byte[1024];
//从dataBuffer已经存了多少个字节数据
private int contentSize = 0;
public int ContentSize {
get { return contentSize; }
}
/// <summary>
/// 剩余多少存储空间
/// </summary>
public int remainSize {
get { return dataBuffer.Length - contentSize; }
}
public byte[] DataBuffer {
get { return dataBuffer; }
}
/// <summary>
/// 解析数据 ,count 新读取到的数据长度
/// </summary>
public void ReadMessage(int count)
{
contentSize += count;
//用while表示缓存区，可能有多条数据
while (true)
{
//缓存区小于4个字节，表示连表头都无法解析
if (contentSize <= 4) return;
//读取四个字节数据，代表这条数据的内容长度（不包括表头的4个数据）
int receiveCount = BitConverter.ToInt32(dataBuffer, 0);
//缓存区中的数据，不够解析一条完整的数据
if (contentSize - 4 < receiveCount) return;
//2、解析数据
//从除去表头4个字节开始解析内容，解析的数据长度为（表头数据表示的长度）
string receiveStr = Encoding.UTF8.GetString(dataBuffer, 4, receiveCount);
Console.WriteLine("接收的客户端数据：" + receiveStr);
//把剩余的数据Copy到缓存区头部位置
Array.Copy(dataBuffer, 4 + receiveCount, dataBuffer, 0, contentSize - 4 - receiveCount);
contentSize = contentSize - 4 - receiveCount;
}
}
/// <summary>
/// 构造发送数据
/// </summary>
/// <param name="msg"></param>
/// <returns></returns>
public byte[] SendMsg(string msg)
{
int length = msg.Length;
//构造表头数据，固定4个字节的长度，表示内容的长度
byte[] headerBytes = BitConverter.GetBytes(length);
//构造内容
byte[] bodyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
byte[] tempBytes = new byte[headerBytes.Length + bodyBytes.Length];
///拷贝到同一个byte[]数组中，发送出去..
Buffer.BlockCopy(headerBytes, 0, tempBytes, 0, headerBytes.Length);
Buffer.BlockCopy(bodyBytes, 0, tempBytes, headerBytes.Length, bodyBytes.Length);
return tempBytes;
}
}
| for循环中向服务端发送100条数据实验，服务端正确解析100条数据 | |
|---|---|
| for循环中向服务端发送1000条数据实验，服务端正确解析1000条数据 | |
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