Golang通過(guò)包長(zhǎng)協(xié)議處理TCP粘包的問(wèn)題解決
tcp粘包產(chǎn)生的原因這里就不說(shuō)了,因?yàn)榇蠹夷芩阉鱐CP粘包的處理方法,想必大概對(duì)TCP粘包有了一定了解,所以我們直接從處理思路開(kāi)始講起

tcp粘包現(xiàn)象代碼重現(xiàn)
首先,我們來(lái)重現(xiàn)一下TCP粘包,然后再此基礎(chǔ)之上解決粘包的問(wèn)題,這里給出了client和server的示例代碼如下
/*
文件名:client.go
client客戶(hù)端的示例代碼(未處理粘包問(wèn)題)
通過(guò)無(wú)限循環(huán)無(wú)時(shí)間間隔發(fā)送數(shù)據(jù)給server服務(wù)器
server將會(huì)不間斷的出現(xiàn)TCP粘包問(wèn)題
*/
package main
import (
"fmt"
"net"
)
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", ":9000")
if err != nil {
return
}
defer conn.Close()
for {
s := "Hello, Server!"
n, err := conn.Write([]byte(s))
if err != nil {
fmt.Println("Error:", err)
fmt.Println("Error N:", n)
return
}
// 這里通過(guò)限制發(fā)送頻率和時(shí)間間隔來(lái)解決TCP粘包
// 雖然能夠?qū)崿F(xiàn),但是頻率被限制,效率也會(huì)被限制
// time.Sleep(time.Second * 1)
}
}
/*
文件名:server.go
server服務(wù)端的示例代碼(未處理粘包問(wèn)題)
服務(wù)端接收到數(shù)據(jù)后立即打印
此時(shí)將會(huì)不間斷的出現(xiàn)TCP粘包問(wèn)題
*/
package main
import (
"fmt"
"net"
)
func main() {
ln, err := net.Listen("tcp", ":9000")
if err != nil {
return
}
for {
conn, err := ln.Accept()
if err != nil {
continue
}
go handleConnection(conn)
}
}
func handleConnection(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
tmp := []byte{}
for {
buf := make([]byte, 1024)
n, err := conn.Read(buf)
if err != nil {
fmt.Println("Read Error:", err)
fmt.Println("Read N:", n)
return
}
fmt.Println(string(buf))
}
}
按順序啟動(dòng)server.go和client.go,正常情況下每行會(huì)輸出Hello, World!字樣,出現(xiàn)TCP粘包后,將會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似Hello, World!Hello之類(lèi)的字樣,后一個(gè)包粘到前一個(gè)包了
解決TCP粘包有很多種方法,歸結(jié)起來(lái)就是通過(guò)自定義通訊協(xié)議來(lái)解決,例如分隔符協(xié)議、MQTT協(xié)議、包長(zhǎng)協(xié)議等等,而我們這里介紹的就是通過(guò)包長(zhǎng)協(xié)議來(lái)解決問(wèn)題的,當(dāng)然包長(zhǎng)協(xié)議也有很多種自定義的方法
通過(guò)演示的結(jié)果,我們可以看出來(lái),后一個(gè)包粘到了前一個(gè)包,而且后一個(gè)包不一定是一個(gè)完整的包,也很有可能第一次收到的數(shù)據(jù)包也不是完整的數(shù)據(jù)包
tcp粘包問(wèn)題處理方法
這樣我們就有必要校驗(yàn)每次收到的數(shù)據(jù)包是否是我們期望收到的,比較直觀(guān)的,客戶(hù)端和服務(wù)端雙方協(xié)商某種協(xié)議,例如包長(zhǎng)協(xié)議,在客戶(hù)端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),先計(jì)算一下數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度(假設(shè)用2字節(jié)的uint16表示),然后將計(jì)算得到的長(zhǎng)度和實(shí)際的數(shù)據(jù)組裝成一個(gè)包,最后發(fā)送給服務(wù)端;而服務(wù)端接收到數(shù)據(jù)時(shí),先讀取2字節(jié)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息(可能不足2字節(jié),程序需要針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)),然后根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)讀取后邊的數(shù)據(jù)(可能會(huì)存在數(shù)據(jù)過(guò)剩、數(shù)據(jù)剛好、數(shù)據(jù)不足等情況,程序需要針對(duì)這些情況設(shè)計(jì))
有了思路之后,我們就需要對(duì)發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理了,因?yàn)榘l(fā)送端較為簡(jiǎn)單,不需要考慮其他情況,只管封裝數(shù)據(jù)包發(fā)送,所以這里我們先對(duì)發(fā)送端client進(jìn)行處理
/*
文件名:client.go
使用包長(zhǎng)協(xié)議,封裝TCP包并循環(huán)發(fā)送給server服務(wù)端
*/
package main
import (
"encoding/binary"
"fmt"
"net"
)
func main() {
conn, err := net.Dial("tcp", ":9000")
if err != nil {
return
}
defer conn.Close()
for {
s := "Hello, Server!"
sbytes := make([]byte, 2+len(s))
binary.BigEndian.PutUint16(sbytes, uint16(len(s)))
copy(sbytes[2:], []byte(s))
n, err := conn.Write(sbytes)
if err != nil {
fmt.Println("Error:", err)
fmt.Println("Error N:", n)
return
}
// time.Sleep(time.Second * 1)
}
}
按照我們的思路,首先使用len()函數(shù)計(jì)算出待發(fā)送字符串的長(zhǎng)度,然后使用make()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)[]byte切片作為待組裝發(fā)送的數(shù)據(jù)包緩存sbyte,長(zhǎng)度就是2字節(jié)的包頭+字符串的長(zhǎng)度,接著通過(guò)binary.BigEndian.PutUint16()函數(shù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)包緩存sbyte進(jìn)行操作,將字符串的長(zhǎng)度信息寫(xiě)入2字節(jié)的包頭中,緊接著又通過(guò)copy()完成封包組裝,最后通過(guò)conn.Write()將封包發(fā)送出去,這樣子發(fā)送出去的數(shù)據(jù)大概長(zhǎng)成下面的樣子
[0][14][H][e][l][l][o][,][ ][S][e][r][v][e][r][!]
其中,封包整體長(zhǎng)16bytes,Hello, Server!則長(zhǎng)14bytes
好了,至此數(shù)據(jù)將會(huì)循環(huán)不簡(jiǎn)短的發(fā)送給服務(wù)端,接下來(lái)我們就要對(duì)服務(wù)端server.go進(jìn)行處理了,先上代碼
/*
文件名:server.go
使用包長(zhǎng)協(xié)議,處理接收到的封包數(shù)據(jù)
收到的封包數(shù)據(jù),可能存在幾種情況:
1、封包總長(zhǎng)度不足2字節(jié)(這種情況不能完整獲取包頭),緩存起來(lái)與下次獲取的數(shù)據(jù)拼接
2、封包總長(zhǎng)度剛好2字節(jié),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息讀出來(lái)是0,這種情況可以正常處理并清空緩存
3、封包總長(zhǎng)度大于2字節(jié),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息大于封包數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度,表示數(shù)據(jù)包不完整,需要等到下一次讀取再拼接起來(lái)
4、封包總長(zhǎng)度大于2字節(jié),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息等于封包數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度,這種情況(理想情況)可以正常處理并清空緩存
5、封包總長(zhǎng)度大于2字節(jié),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息小于封包實(shí)際長(zhǎng)度,表示數(shù)據(jù)包發(fā)生TCP粘包了,讀取實(shí)際數(shù)據(jù)后,將剩余部分緩存起來(lái)等待下次拼接
PS:這里只總結(jié)出了這幾種情況,其他未發(fā)現(xiàn)的情況還需另外處理
*/
package main
import (
"encoding/binary"
"fmt"
"net"
)
func main() {
ln, err := net.Listen("tcp", ":9000")
if err != nil {
return
}
for {
conn, err := ln.Accept()
if err != nil {
continue
}
go handleConnection(conn)
}
}
func handleConnection(conn net.Conn) {
defer conn.Close()
tmp := []byte{}
for {
buf := make([]byte, 1024)
// fmt.Println("len:", len(buf), " cap:", cap(buf))
n, err := conn.Read(buf)
if err != nil {
if e, ok := err.(*net.OpError); ok {
fmt.Println(e.Source, e.Addr, e.Net, e.Op, e.Err)
if e.Timeout() {
fmt.Println("Timeout Error")
}
}
fmt.Println("Read Error:", err)
fmt.Println("Read N:", n)
return
}
if n == 0 {
fmt.Println("Read N:", n)
return
}
tmp = append(tmp, buf[:n]...)
length := len(tmp)
if length < 2 {
continue
}
if length >= 2 {
head := make([]byte, 2)
copy(head, tmp[:2])
dataLength := binary.BigEndian.Uint16(head)
data := make([]byte, dataLength)
copy(data, tmp[2:dataLength+2])
fmt.Println(string(data)) // 得到數(shù)據(jù)
if uint16(length) == 2+dataLength {
tmp = []byte{}
} else if uint16(length) > 2+dataLength {
tmp = tmp[dataLength+2:]
}
}
// fmt.Println(string(buf))
}
}
ps:這里的示例代碼不能直接用于生產(chǎn)環(huán)境,只是提供tcp粘包處理的思路過(guò)程,代碼還是存在一些問(wèn)題的,例如server.go服務(wù)端還沒(méi)有對(duì)第3種情況進(jìn)行處理,封包總長(zhǎng)度大于2字節(jié),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息大于封包數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度,表示數(shù)據(jù)包不完整,需要等到下一次讀取再拼接起來(lái)
到此這篇關(guān)于Golang通過(guò)包長(zhǎng)協(xié)議處理TCP粘包的問(wèn)題解決的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang TCP粘包內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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