1 粘包的原因分析
先看一下数据收发的示意图：
我们之前每次只处理一帧数据，如果接收端的处理速度力和发送端的发送速度不匹配就会导致接收缓冲区满的情况，这种情况下就会出现缓冲区溢出的情况，导致网络阻塞。在实际的测试中，发现程序直接卡死，原因暂时无法得知！
我们这个时候就需要引入第二缓冲区，我们每次不再读取一帧的数据长度，而是尽可能的将缓冲区的数据都进行读取。在这种情况下，有可能出现粘包、少包的情况。我们就需要对粘包和少包进行处理。
粘包、少包的处理方式其实很简单，把每次读取到的数据都放到第二缓冲区，然后对第二缓冲区的数据进行处理即可。
2 客户端解决粘包的问题
其实处理十分简单，核心代码如下：
//缓冲区最小单元大小
#ifndef RECV_BUFF_SZIE
#define RECV_BUFF_SZIE 102400
#endif // !RECV_BUFF_SZIE
//第二缓冲区 消息缓冲区
char _szMsgBuf[RECV_BUFF_SZIE * 10] = {};
//消息缓冲区的数据尾部位置
int _lastPos = 0;
//接收缓冲区
char _szRecv[RECV_BUFF_SZIE] = {};
//接收数据 处理粘包 拆分包
int RecvData(SOCKET cSock)
{
// 5 接收数据
int nLen = (int)recv(cSock, _szRecv, RECV_BUFF_SZIE, 0);
//printf("nLen=%d\n", nLen);
if (nLen <= 0)
{
printf("<socket=%d>与服务器断开连接，任务结束。\n", cSock);
return -1;
}
//将收取到的数据拷贝到消息缓冲区
memcpy(_szMsgBuf+_lastPos, _szRecv, nLen);
//消息缓冲区的数据尾部位置后移
_lastPos += nLen;
//判断消息缓冲区的数据长度大于消息头DataHeader长度
while (_lastPos >= sizeof(DataHeader))
{
//这时就可以知道当前消息的长度
DataHeader* header = (DataHeader*)_szMsgBuf;
//判断消息缓冲区的数据长度大于消息长度
if (_lastPos >= header->dataLength)
{
//消息缓冲区剩余未处理数据的长度
int nSize = _lastPos - header->dataLength;
//处理网络消息
OnNetMsg(header);
//将消息缓冲区剩余未处理数据前移
memcpy(_szMsgBuf, _szMsgBuf + header->dataLength, nSize);
//消息缓冲区的数据尾部位置前移
_lastPos = nSize;
}
else {
//消息缓冲区剩余数据不够一条完整消息
break;
}
}
return 0;
}
注意：这种做法并不高效，每处理一个数据帧就需要移动数据，还有很大的改进空间。
3 服务端解决粘包的问题
思路一致：
EasyTcpServer.hpp：
#ifndef _EasyTcpServer_hpp_
#define _EasyTcpServer_hpp_
#ifdef _WIN32
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include<windows.h>
#include<WinSock2.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#else
#include<unistd.h> //uni std
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#define SOCKET int
#define INVALID_SOCKET (SOCKET)(~0)
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif
#include<stdio.h>
#include<vector>
#include"MessageHeader.hpp"
//缓冲区最小单元大小
#ifndef RECV_BUFF_SZIE
#define RECV_BUFF_SZIE 102400
#endif // !RECV_BUFF_SZIE
class ClientSocket
{
public:
ClientSocket(SOCKET sockfd = INVALID_SOCKET)
{
_sockfd = sockfd;
memset(_szMsgBuf, 0, sizeof(_szMsgBuf));
_lastPos = 0;
}
SOCKET sockfd()
{
return _sockfd;
}
char* msgBuf()
{
return _szMsgBuf;
}
int getLastPos()
{
return _lastPos;
}
void setLastPos(int pos)
{
_lastPos = pos;
}
private:
// socket fd_set file desc set
SOCKET _sockfd;
//第二缓冲区 消息缓冲区
char _szMsgBuf[RECV_BUFF_SZIE * 10];
//消息缓冲区的数据尾部位置
int _lastPos;
};
class EasyTcpServer
{
private:
SOCKET _sock;
std::vector<ClientSocket*> _clients;
public:
EasyTcpServer()
{
_sock = INVALID_SOCKET;
}
virtual ~EasyTcpServer()
{
Close();
}
//初始化Socket
SOCKET InitSocket()
{
#ifdef _WIN32
//启动Windows socket 2.x环境
WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
WSADATA dat;
WSAStartup(ver, &dat);
#endif
if (INVALID_SOCKET != _sock)
{
printf("<socket=%d>关闭旧连接...\n", (int)_sock);
Close();
}
_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (INVALID_SOCKET == _sock)
{
printf("错误，建立socket失败...\n");
}
else {
printf("建立socket=<%d>成功...\n", (int)_sock);
}
return _sock;
}
//绑定IP和端口号
int Bind(const char* ip, unsigned short port)
{
//if (INVALID_SOCKET == _sock)
//{
// InitSocket();
//}
// 2 bind 绑定用于接受客户端连接的网络端口
sockaddr_in _sin = {};
_sin.sin_family = AF_INET;
_sin.sin_port = htons(port);//host to net unsigned short
#ifdef _WIN32
if (ip){
_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ip);
}
else {
_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
}
#else
if (ip) {
_sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
}
else {
_sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
}
#endif
int ret = bind(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(_sin));
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("错误,绑定网络端口<%d>失败...\n", port);
}
else {
printf("绑定网络端口<%d>成功...\n", port);
}
return ret;
}
//监听端口号
int Listen(int n)
{
// 3 listen 监听网络端口
int ret = listen(_sock, n);
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket=<%d>错误,监听网络端口失败...\n",_sock);
}
else {
printf("socket=<%d>监听网络端口成功...\n", _sock);
}
return ret;
}
//接受客户端连接
SOCKET Accept()
{
// 4 accept 等待接受客户端连接
sockaddr_in clientAddr = {};
int nAddrLen = sizeof(sockaddr_in);
SOCKET cSock = INVALID_SOCKET;
#ifdef _WIN32
cSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrLen);
#else
cSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, (socklen_t *)&nAddrLen);
#endif
if (INVALID_SOCKET == cSock)
{
printf("socket=<%d>错误,接受到无效客户端SOCKET...\n", (int)_sock);
}
else
{
NewUserJoin userJoin;
SendDataToAll(&userJoin);
_clients.push_back(new ClientSocket(cSock));
printf("socket=<%d>新客户端加入：socket = %d,IP = %s \n", (int)_sock, (int)cSock, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));
}
return cSock;
}
//关闭Socket
void Close()
{
if (_sock != INVALID_SOCKET)
{
#ifdef _WIN32
for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
{
closesocket(_clients[n]->sockfd());
delete _clients[n];
}
// 8 关闭套节字closesocket
closesocket(_sock);
//------------
//清除Windows socket环境
WSACleanup();
#else
for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
{
close(_clients[n]->sockfd());
delete _clients[n];
}
// 8 关闭套节字closesocket
close(_sock);
#endif
_clients.clear();
}
}
//处理网络消息
int _nCount = 0;
bool OnRun()
{
if (isRun())
{
//伯克利套接字 BSD socket
fd_set fdRead;//描述符（socket） 集合
fd_set fdWrite;
fd_set fdExp;
//清理集合
FD_ZERO(&fdRead);
FD_ZERO(&fdWrite);
FD_ZERO(&fdExp);
//将描述符（socket）加入集合
FD_SET(_sock, &fdRead);
FD_SET(_sock, &fdWrite);
FD_SET(_sock, &fdExp);
SOCKET maxSock = _sock;
for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
{
FD_SET(_clients[n]->sockfd(), &fdRead);
if (maxSock < _clients[n]->sockfd())
{
maxSock = _clients[n]->sockfd();
}
}
///nfds 是一个整数值 是指fd_set集合中所有描述符(socket)的范围，而不是数量
///既是所有文件描述符最大值+1 在Windows中这个参数可以写0
timeval t = { 1,0 };
int ret = select(maxSock + 1, &fdRead, &fdWrite, &fdExp, &t); //
//printf("select ret=%d count=%d\n", ret, _nCount++);
if (ret < 0)
{
printf("select任务结束。\n");
Close();
return false;
}
//判断描述符（socket）是否在集合中
if (FD_ISSET(_sock, &fdRead))
{
FD_CLR(_sock, &fdRead);
Accept();
}
for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
{
if (FD_ISSET(_clients[n]->sockfd(), &fdRead))
{
if (-1 == RecvData(_clients[n]))
{
auto iter = _clients.begin() + n;//std::vector<SOCKET>::iterator
if (iter != _clients.end())
{
delete _clients[n];
_clients.erase(iter);
}
}
}
}
return true;
}
return false;
}
//是否工作中
bool isRun()
{
return _sock != INVALID_SOCKET;
}
//缓冲区
char _szRecv[RECV_BUFF_SZIE] = {};
//接收数据 处理粘包 拆分包
int RecvData(ClientSocket* pClient)
{
// 5 接收客户端数据
int nLen = (int)recv(pClient->sockfd(), _szRecv, RECV_BUFF_SZIE, 0);
//printf("nLen=%d\n", nLen);
if (nLen <= 0)
{
printf("客户端<Socket=%d>已退出，任务结束。\n", pClient->sockfd());
return -1;
}
//将收取到的数据拷贝到消息缓冲区
memcpy(pClient->msgBuf() + pClient->getLastPos(), _szRecv, nLen);
//消息缓冲区的数据尾部位置后移
pClient->setLastPos(pClient->getLastPos() + nLen);
//判断消息缓冲区的数据长度大于消息头DataHeader长度
while (pClient->getLastPos() >= sizeof(DataHeader))
{
//这时就可以知道当前消息的长度
DataHeader* header = (DataHeader*)pClient->msgBuf();
//判断消息缓冲区的数据长度大于消息长度
if (pClient->getLastPos() >= header->dataLength)
{
//消息缓冲区剩余未处理数据的长度
int nSize = pClient->getLastPos() - header->dataLength;
//处理网络消息
OnNetMsg(pClient->sockfd(),header);
//将消息缓冲区剩余未处理数据前移
memcpy(pClient->msgBuf(), pClient->msgBuf() + header->dataLength, nSize);
//消息缓冲区的数据尾部位置前移
pClient->setLastPos(nSize);
}
else {
//消息缓冲区剩余数据不够一条完整消息
break;
}
}
return 0;
}
//响应网络消息
virtual void OnNetMsg(SOCKET cSock, DataHeader* header)
{
switch (header->cmd)
{
case CMD_LOGIN:
{
Login* login = (Login*)header;
//printf("收到客户端<Socket=%d>请求：CMD_LOGIN,数据长度：%d,userName=%s PassWord=%s\n", cSock, login->dataLength, login->userName, login->PassWord);
//忽略判断用户密码是否正确的过程
LoginResult ret;
SendData(cSock, &ret);
}
break;
case CMD_LOGOUT:
{
Logout* logout = (Logout*)header;
//printf("收到客户端<Socket=%d>请求：CMD_LOGOUT,数据长度：%d,userName=%s \n", cSock, logout->dataLength, logout->userName);
//忽略判断用户密码是否正确的过程
LogoutResult ret;
SendData(cSock, &ret);
}
break;
default:
{
printf("<socket=%d>收到未定义消息,数据长度：%d\n", cSock, header->dataLength);
//DataHeader ret;
//SendData(cSock, &ret);
}
break;
}
}
//发送指定Socket数据
int SendData(SOCKET cSock, DataHeader* header)
{
if (isRun() && header)
{
return send(cSock, (const char*)header, header->dataLength, 0);
}
return SOCKET_ERROR;
}
void SendDataToAll(DataHeader* header)
{
for (int n = (int)_clients.size() - 1; n >= 0; n--)
{
SendData(_clients[n]->sockfd(), header);
}
}
};
#endif // !_EasyTcpServer_hpp_
参考资料：