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L0f59409fa466ea3e1a778da19e8b61ecM,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。
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!