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  •    3年前 (2015-12-21)  网络 |   抢沙发  17 
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      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。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。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(图1所示)。
    粘包问题分析与对策
    图1
    粘包问题分析与对策
    图2
    粘包问题分析与对策
    图3
      粘包情况有两种,一种是粘在一起的包都是完整的数据包(图1、图2所示),另一种情况是粘在一起的包有不完整的包(图3所示),此处假设用户接收缓冲区长度为m个字节。
      不是所有的粘包现象都需要处理,若传输的数据为不带结构的连续流数据(如文件传输),则不必把粘连的包分开(简称分包)。但在实际工程应用中,传输的数据一般为带结构的数据,这时就需要做分包处理。
      在处理定长结构数据的粘包问题时,分包算法比较简单;在处理不定长结构数据的粘包问题时,分包算法就比较复杂。特别是如图3所示的粘包情况,由于一包数据内容被分在了两个连续的接收包中,处理起来难度较大。实际工程应用中应尽量避免出现粘包现象。
      为了避免粘包现象,可采取以下几种措施。一是对于发送方引起的粘包现象,用户可通过编程设置来避免,TCP提供了强制数据立即传送的操作指令push,TCP软件收到该操作指令后,就立即将本段数据发送出去,而不必等待发送缓冲区满;二是对于接收方引起的粘包,则可通过优化程序设计、精简接收进程工作量、提高接收进程优先级等措施,使其及时接收数据,从而尽量避免出现粘包现象;三是由接收方控制,将一包数据按结构字段,人为控制分多次接收,然后合并,通过这种手段来避免粘包。
      以上提到的三种措施,都有其不足之处。第一种编程设置方法虽然可以避免发送方引起的粘包,但它关闭了优化算法,降低了网络发送效率,影响应用程序的性能,一般不建议使用。第二种方法只能减少出现粘包的可能性,但并不能完全避免粘包,当发送频率较高时,或由于网络突发可能使某个时间段数据包到达接收方较快,接收方还是有可能来不及接收,从而导致粘包。第三种方法虽然避免了粘包,但应用程序的效率较低,对实时应用的场合不适合。
      一种比较周全的对策是:接收方创建一预处理线程,对接收到的数据包进行预处理,将粘连的包分开。

     

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