网络编程(3)粘包

两台电脑在进行收发数据时，其实不是直接将数据传输给对方。

• 对于发送者，执行 sendall/send 发送消息时，是将数据先发送至自己网卡的 写缓冲区 ，再由缓冲区将数据发送给到对方网卡的读缓冲区。
• 对于接受者，执行 recv 接收消息时，是从自己网卡的读缓冲区获取数据。

所以，如果发送者连续快速的发送了2条信息，接收者在读取时会认为这是1条信息，即：2个数据包粘在了一起。例如：

# socket客户端（发送者）
import socket

client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8001))

client.sendall('hello'.encode('utf-8'))
client.sendall('world'.encode('utf-8'))

client.close()


# socket服务端（接收者）
import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('127.0.0.1', 8001))
sock.listen(5)
conn, addr = sock.accept()

client_data = conn.recv(1024)
print(client_data.decode('utf-8'))

conn.close()
sock.close()

如何解决粘包的问题？

每次发送的消息时，都将消息划分为 头部（固定字节长度） 和 数据 两部分。例如：头部，用4个字节表示后面数据的长度。

• 发送数据，先发送数据的长度，再发送数据（或拼接起来再发送）。
• 接收数据，先读4个字节就可以知道自己这个数据包中的数据长度，再根据长度读取到数据。

对于头部需要一个数字并固定为4个字节，这个功能可以借助python的struct包来实现：

import struct

# ########### 数值转换为固定4个字节，四个字节的范围 -2147483648 <= number <= 2147483647  ###########
v1 = struct.pack('i', 199)
print(v1)  # b'\xc7\x00\x00\x00'

for item in v1:
    print(item, bin(item))

# ########### 4个字节转换为数字 ###########
v2 = struct.unpack('i', v1) # v1= b'\xc7\x00\x00\x00'
print(v2) # (199,)

示例代码：

• 服务端

  import socket
  import struct
  
  sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  sock.bind(('127.0.0.1', 8001))
  sock.listen(5)
  conn, addr = sock.accept()
  
  # 固定读取4字节
  header1 = conn.recv(4)
  data_length1 = struct.unpack('i', header1)[0] # 数据字节长度 21
  has_recv_len = 0
  data1 = b""
  while True:
      length = data_length1 - has_recv_len
      if length > 1024:
          lth = 1024
  	else:
          lth = length
  	chunk = conn.recv(lth) # 可能一次收不完，自己可以计算长度再次使用recv收取，指导收完为止。 1024*8 = 8196
      data1 += chunk
      has_recv_len += len(chunk)
      if has_recv_len == data_length1:
          break
  print(data1.decode('utf-8'))
  
  # 固定读取4字节
  header2 = conn.recv(4)
  data_length2 = struct.unpack('i', header2)[0] # 数据字节长度
  data2 = conn.recv(data_length2) # 长度
  print(data2.decode('utf-8'))
  
  conn.close()
  sock.close()
  

• 客户端

  import socket
  import struct
  
  client = socket.socket()
  client.connect(('127.0.0.1', 8001))
  
  # 第一条数据
  data1 = 'hello'.encode('utf-8')
  
  header1 = struct.pack('i', len(data1))
  
  client.sendall(header1)
  client.sendall(data1)
  
  # 第二条数据
  data2 = 'world'.encode('utf-8')
  header2 = struct.pack('i', len(data2))
  client.sendall(header2)
  client.sendall(data2)
  
  client.close()