浅谈C++之Socket粘包处理

一、基本介绍

        在C++中，Socket编程同样会遇到粘包和半包问题。这些问题的根源在于TCP协议的面向流特性，即TCP不保证发送的数据块的大小，它只知道字节流。因此，当发送方发送多个数据包时，接收方可能无法确定数据包的边界，从而导致粘包或半包问题。        

二、常见的解决方案

1、固定长度：发送方将每个数据包的长度固定，接收方每次读取固定长度的数据。这种方法简单，但不够灵活，可能会浪费带宽。

2、分隔符：发送方在每个数据包的末尾添加一个特定的分隔符，接收方通过识别这个分隔符来确定一个数据包的结束。这种方法适用于数据包内容中不包含分隔符的情况，否则需要对数据进行编码和解码处理。

3、消息头和消息体：发送方在每个数据包的开始处添加一个消息头，消息头中包含数据包的长度信息。接收方先读取消息头，获取数据长度，再根据这个长度读取相应的数据内容。这种方法需要在发送和接收数据时都添加额外的处理逻辑，但能够有效地解决粘包和半包问题。

三、简单示例

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

// 发送数据
void sendAll(int socket, const char* data, int length) {
    while (length > 0) {
        int sent = send(socket, data, length, 0);
        if (sent < 0) {
            std::cerr << "Send failed." << std::endl;
            return;
        }
        data += sent;
        length -= sent;
    }
}

// 接收指定长度的数据
int recvAll(int socket, char* buffer, int length) {
    int totalRecv = 0;
    while (totalRecv < length) {
        int recv = recv(socket, buffer + totalRecv, length - totalRecv, 0);
        if (recv < 0) {
            std::cerr << "Recv failed." << std::endl;
            return -1;
        }
        if (recv == 0) {
            break; // Connection closed
        }
        totalRecv += recv;
    }
    return totalRecv;
}

// 发送数据包
void sendData(int socket, const char* data, int length) {
    // 发送数据包长度
    int dataLen = htonl(length);
    sendAll(socket, reinterpret_cast<const char*>(&dataLen), sizeof(dataLen));
    // 发送数据
    sendAll(socket, data, length);
}

// 接收数据包
int receiveData(int socket, char* buffer) {
    // 接收数据包长度
    int dataLen = 0;
    recvAll(socket, reinterpret_cast<char*>(&dataLen), sizeof(dataLen));
    dataLen = ntohl(dataLen);
    // 接收数据
    return recvAll(socket, buffer, dataLen);
}

int main() {
    // 创建socket等操作...
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);

    // 绑定socket等操作...
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt));
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
    listen(server_fd, 3);

    client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen);

    // 发送数据
    const char* message = "Hello, World!";
    sendData(client_fd, message, strlen(message));

    // 接收数据
    char buffer[1024];
    int len = receiveData(client_fd, buffer);
    if (len > 0) {
        std::cout << "Received: " << buffer << std::endl;
    }

    // 关闭socket等操作...
    close(client_fd);
    close(server_fd);

    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了sendAll和recvAll函数来确保发送和接收所有字节。sendData函数用于发送数据包，它首先发送数据包的长度（使用网络字节序），然后发送数据本身。receiveData函数用于接收数据包，它首先接收数据包的长度，然后根据这个长度接收数据。

这种方法的优点是它能够准确地处理每个数据包，而不会混淆不同的数据包。缺点是它需要在每个数据包上附加额外的开销（即消息头的大小），并且需要在发送和接收时进行额外的处理。不过，这种方法在处理大量数据或需要高可靠性的网络通信中是非常有效的。

原文地址：https://blog.csdn.net/a876106354/article/details/142845476

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