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Golang 解决TCP“粘包“问题

TCP 协议是面向连接，可靠的流式协议，当 Server 去 Read 的时候，每次读到的数据都不一定是完整的，该方法会返回读到的字节数，因此，当我们写 Server 的时候，什么时候去回调用户设置的 callback ？也就是怎么样保证每次都能拿到一个完整的包数据，这个就是”粘包“问题的由来。

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传统的，有两种方法解决。一是分隔符协议，即每条消息结尾设置固定分隔符，Server 读到分隔符就认为读到了完整的包数据；二是长度协议，即在每个消息头部设置固定长度的字段，表征消息长度，再往后读取该长度的消息即可。

目前长度协议用的较多，因为分隔符协议需要 Server 不停的检测，很耗费性能。长度协议实现中比较重要的点是头部的长度以及字节序， 2 个字节可表示 2^16-1 个字节的内容，如果不够，那就上4字节，字节序相关的只是可以参考： ”字节序“是什么鬼？

先来个没处理粘包的：

common/server.go:

测试一下：

因为每次只读5个字节，可以明显看到消息”乱了“，但就算把这个值增大，你只要是设置了，就会存在这个问题。

delimeter/server.go:

还是拿上个测试脚本跑，结果：

这次看到每个消息长度不一样，但是都是”完整的“。

length/server.go:

client 也得相应调整：

测试结果：

效果跟分隔符协议一样，都可以解决”粘包“问题。

只要是 TCP 协议，任何语言都需要处理 ”粘包“ 问题，我们用 PHP 写一个客户端测试一下：

完美！

只有在直接使用 TCP 协议才存在 "粘包" 问题，其上层应用层协议比如 HTTP ，已经帮我们处理好了，无需关注这些底层，但是我们自己实现一个自定义协议，就必须考虑这些细节了。

2021-03-08

TCP协议下的粘包与拆包，如何解决一、粘包、拆包1.1 粘包原因1.1.1 滑动窗口1.1.2 Nagle算法1.1.3 应用层原因1.2 拆包原因1.2.1 滑动窗口1.2.2 MSS限制1.2.3 应用层原因1.2 Netty提供的解决方案二、自定义协议解决粘包、拆包2.1 自定义协议要素

因为TCP/IP在起初，所有的请求是串行化的，之后做成了滑动窗口的概念。那么在接收方，如果接收不及时且窗口大小足够大，就可能出现粘包的情况。

因为每次数据发送的时候，都需要加上消息头等特殊数据，TCP与IP协议分别会加20Byte数据，因此哪怕只是发送1Byte数据，最终接收方还是会接收到41Byte；在这样的背景下，Nagle算法可能会将多个数据包合并在一起发送。

接收方ByteBuf设置太大（Netty默认为1024Byte），因此如果客户端发送的报文都非常小，抛开上述 1.1.1.1 中的原因不谈，光在Netty这一处也非常容易出现粘包现象

假设接收方的窗口只剩128Bytes，发送方的报文大小是256Bytes，这时放不下了，只能先发送前128Bytes，等待ack后，窗口有剩余空间了才会发送剩余部分，这就导致了拆包

当发送数据超过MSS限制后，会将数据切分发送，而这个MSS是根据不同类型网卡的限制来看，譬如某笔记本网卡可以发送1500Byte，除去一次数据包中的TCP/IP固定40Byte外，真正的数据也只能发送1460Byte。

Netty中ByteBuf设置的大小小于数据包大小。

未完待续... ...

一、socket 通信粘包的处理方法：

1、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；

2、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；

3、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。

二、实现代码：

三、方法注意事项：

1、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。

2、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；

3、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。

四、实验环境

1、硬件环境：服务器：pentium 350 微机、客户机：pentium 166微机、网络平台：由10兆共享式hub连接而成的局域网；

2、软件环境：操作系统：windows 98 、编程语言：visual c++ 5.0

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