C#中關於TCP黏包出現的問題解決的範例

這篇文章主要為大家詳細介紹了C#中TCP粘包問題的解決方法，具有一定的參考價值，有興趣的小伙伴們可以參考一下

一、TCP粘包產生的原理

1.TCP黏包是指發送方發送的若干包資料到接收方接收時黏成一包，從接收緩衝區看，後一包資料的頭緊接著前一包資料的尾。出現黏包現象的原因是多方面的，它既可能由發送方造成，也可能由接收方造成。

2.發送方引起的黏包是由TCP協定本身造成的，TCP為提高傳輸效率，發送方往往要收集到足夠多的資料後才發送一包資料。若連續幾次發送的資料都很少，通常TCP會根據最佳化演算法把這些資料合成一包後一次發送出去，這樣接收方就收到了黏包資料。接收方引起的黏包是由於接收方用戶進程未及時接收數據，導致黏包現象。

3.這是因為接收方先把收到的數據放在系統接收緩衝區，用戶進程從該緩衝區取數據，若下一包數據到達時前一包數據尚未被用戶進程取走，則下一包數據放到系統接收緩衝區時就接到前一包數據之後，而用戶進程根據預先設定的緩衝區大小從系統接收緩衝區取數據，這樣就一次取到了多包數據。 、

二、解決原理及程式碼實作

1.採用包頭（固定長度，裡面存有包體的長度，發送時動態取得）+包體的傳輸機制。如圖

HeaderSize 存放著包體的長度，其HeaderSize本身是定長4位元組；

一個完整的封包（L）= HeaderSize+BodySize;

2.分包演算法

　　其基本想法是先將待處理的接收資料流即係統緩衝區資料（長度設為M）強行轉換成預定的結構資料形式，並從中取出結構資料長度欄位L，而後根據包頭計算得到第一包資料長度。

       M=系統緩衝區大小；L=使用者傳送的資料包=HeaderSize+BodySize;

1)若L

2)若L=M，則表示資料流內容恰好是一完整結構資料（即使用者自訂緩衝區等於系統接收緩衝區大小），直接將其存入臨時緩衝區即可。

3)若L>M，則表示資料流內容尚不夠構成一完整結構數據，需留待與下一包資料合併後再行處理。

4）下面是程式碼程式碼實作（HP-SOCKET框架的伺服器端來接收資料）

int headSize = 4;//包头长度 固定4
  byte[] surplusBuffer = null;//不完整的数据包，即用户自定义缓冲区
  /// <summary>
  /// 接收客户端发来的数据
  /// </summary>
  /// <param name="connId">每个客户的会话ID</param>
  /// <param name="bytes">缓冲区数据</param>
  /// <returns></returns>
  private HandleResult OnReceive(IntPtr connId, byte[] bytes) 
  {
   //bytes 为系统缓冲区数据
   //bytesRead为系统缓冲区长度
   int bytesRead = bytes.Length;
   if (bytesRead > 0)
   {
    if (surplusBuffer == null)//判断是不是第一次接收，为空说是第一次
     surplusBuffer = bytes;//把系统缓冲区数据放在自定义缓冲区里面
    else
     surplusBuffer = surplusBuffer.Concat(bytes).ToArray();//拼接上一次剩余的包
    //已经完成读取每个数据包长度
    int haveRead = 0;
    //这里totalLen的长度有可能大于缓冲区大小的(因为 这里的surplusBuffer 是系统缓冲区+不完整的数据包)
    int totalLen = surplusBuffer.Length;
    while (haveRead <= totalLen)
    {
     //如果在N此拆解后剩余的数据包连一个包头的长度都不够
     //说明是上次读取N个完整数据包后，剩下的最后一个非完整的数据包
     if (totalLen - haveRead < headSize)
     {
      byte[] byteSub = new byte[totalLen - haveRead];
      //把剩下不够一个完整的数据包存起来
      Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, byteSub, 0, totalLen - haveRead);
      surplusBuffer = byteSub;
      totalLen = 0;
      break;
     }
     //如果够了一个完整包，则读取包头的数据
     byte[] headByte = new byte[headSize];
     Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, headByte, 0, headSize);//从缓冲区里读取包头的字节
     int bodySize = BitConverter.ToInt32(headByte, 0);//从包头里面分析出包体的长度

     //这里的 haveRead=等于N个数据包的长度 从0开始；0,1,2,3....N
     //如果自定义缓冲区拆解N个包后的长度 大于 总长度，说最后一段数据不够一个完整的包了，拆出来保存
     if (haveRead + headSize + bodySize > totalLen)
     {
      byte[] byteSub = new byte[totalLen - haveRead];
      Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, byteSub, 0, totalLen - haveRead);
      surplusBuffer = byteSub;
      break;
     }
     else
     {
      //挨个分解每个包，解析成实际文字
      String strc = Encoding.UTF8.GetString(surplusBuffer, haveRead + headSize, bodySize);
      //AddMsg(string.Format(" > [OnReceive] -> {0}", strc));
      //依次累加当前的数据包的长度
      haveRead = haveRead + headSize + bodySize;
      if (headSize + bodySize == bytesRead)//如果当前接收的数据包长度正好等于缓冲区长度，则待拼接的不规则数据长度归0
      {
       surplusBuffer = null;//设置空 回到原始状态
       totalLen = 0;//清0
      }
     }
    }
   }
   return HandleResult.Ok;
  }

值此完成拆包解析文字工作。但實際上還沒完成，如果這段程式碼是客戶端接收來自伺服器的資料的話就沒問題了。

仔細看IntPtr connId 每個連接的會話ID

private HandleResult OnReceive(IntPtr connId, byte[] bytes)
{
}

但是伺服器端還要分辨出每個封包是哪個會話產生的，因為伺服器端是多線程，多用戶的模式，第一個資料包和第二個可能來自不同會話的數據，所以上面的程式碼只適用於單一會話模式。

下面我要解決這個問題。

採用c#安全的ConcurrentDictionary，

最新的程式碼

//线程安全的字典
  ConcurrentDictionary<IntPtr, byte[]> dic = new ConcurrentDictionary<IntPtr, byte[]>();
  int headSize = 4;//包头长度 固定4
  /// <summary>
  /// 接收客户端发来的数据
  /// </summary>
  /// <param name="connId">每个客户的会话ID</param>
  /// <param name="bytes">缓冲区数据</param>
  /// <returns></returns>
  private HandleResult OnReceive(IntPtr connId, byte[] bytes) 
  {
   //bytes 为系统缓冲区数据
   //bytesRead为系统缓冲区长度
   int bytesRead = bytes.Length;
   if (bytesRead > 0)
   {
    byte[] surplusBuffer = null;
    if (dic.TryGetValue(connId, out surplusBuffer))
    {
     byte[] curBuffer = surplusBuffer.Concat(bytes).ToArray();//拼接上一次剩余的包
     //更新会话ID 的最新字节
     dic.TryUpdate(connId, curBuffer, surplusBuffer);
     surplusBuffer = curBuffer;//同步
    }
    else
    {
     //添加会话ID的bytes
     dic.TryAdd(connId, bytes);
     surplusBuffer = bytes;//同步
    }

    //已经完成读取每个数据包长度
    int haveRead = 0;
    //这里totalLen的长度有可能大于缓冲区大小的(因为 这里的surplusBuffer 是系统缓冲区+不完整的数据包)
    int totalLen = surplusBuffer.Length;
    while (haveRead <= totalLen)
    {
     //如果在N此拆解后剩余的数据包连一个包头的长度都不够
     //说明是上次读取N个完整数据包后，剩下的最后一个非完整的数据包
     if (totalLen - haveRead < headSize)
     {
      byte[] byteSub = new byte[totalLen - haveRead];
      //把剩下不够一个完整的数据包存起来
      Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, byteSub, 0, totalLen - haveRead);
      dic.TryUpdate(connId, byteSub, surplusBuffer);
      surplusBuffer = byteSub;
      totalLen = 0;
      break;
     }
     //如果够了一个完整包，则读取包头的数据
     byte[] headByte = new byte[headSize];
     Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, headByte, 0, headSize);//从缓冲区里读取包头的字节
     int bodySize = BitConverter.ToInt32(headByte, 0);//从包头里面分析出包体的长度

     //这里的 haveRead=等于N个数据包的长度 从0开始；0,1,2,3....N
     //如果自定义缓冲区拆解N个包后的长度 大于 总长度，说最后一段数据不够一个完整的包了，拆出来保存
     if (haveRead + headSize + bodySize > totalLen)
     {
      byte[] byteSub = new byte[totalLen - haveRead];
      Buffer.BlockCopy(surplusBuffer, haveRead, byteSub, 0, totalLen - haveRead);
      dic.TryUpdate(connId, byteSub, surplusBuffer);
      surplusBuffer = byteSub;
      break;
     }
     else
     {
      //挨个分解每个包，解析成实际文字
      String strc = Encoding.UTF8.GetString(surplusBuffer, haveRead + headSize, bodySize);
      AddMsg(string.Format(" > {0}[OnReceive] -> {1}", connId, strc));
      //依次累加当前的数据包的长度
      haveRead = haveRead + headSize + bodySize;
      if (headSize + bodySize == bytesRead)//如果当前接收的数据包长度正好等于缓冲区长度，则待拼接的不规则数据长度归0
      {
       byte[] xbtye=null;
       dic.TryRemove(connId, out xbtye);
       surplusBuffer = null;//设置空 回到原始状态
       totalLen = 0;//清0
      }
     }
    }
   }
   return HandleResult.Ok;
  }

這樣就解決了，多客戶端會話造成的接收混亂。至此所有工作完成。以上程式碼就是為了參考學習，如果實在不想這麼麻煩。可以直接使用HP-SOCKET通訊框架的PACK模型，裡面自動實現了解決黏包的問題。

以上是C#中關於TCP黏包出現的問題解決的範例的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！