网络编程-SOCKET开发之----2. TCP粘包现象产生分析

1. 粘包现象及产生原因

1）概念

指TCP协议中，发送方发送的若干个包数据到接收方接收时粘成一包。发送方粘包：发送方把若干个要发送的数据包封装成一个包，一次性发送，减少网络IO延迟；接收方粘包：接收方接到的数据是若干个数据包个封装成的，而不是一个一个的数据包接收到。

一般实际开发中所说的粘包问题都是指接收方粘包现象。

2）原因分析

我们知道，我们写的应用程序是无法直接操作硬件，都是通过调用操作系统给应用程序封装的接口间接来操作硬件。

如上图所示，一个C/S系统，当你的程序要给要给远程发送数据时，其实是先把数据从用户态（程序内存）拷贝到内核态（系统内存）。为了提高传输效率，此时系统内存不会立即把数据发往接收端，TCP socket会根据优化算法（Nagle算法），将多个时间间隔较小且数据量较小的数据合并成大的数据块，然后封包，一次性从管道发出去。

对于接收方，操作系统内存会先接收到这个数据块，并缓存在内存中，然后应用程序从操作系统内存中提取数据。然而，由于应用程序不知道这个数据块中每个小数据包之间的界限，不知道一次性取多少数据合适，所以有可能这次只取了半个数据包，下次取了3个数据包，这就产生了粘包问题。

剩余的数据会继续存在缓存中，等待应用程序的下次拷贝。此时，发送方会继续从管道中发送数据过来，接收方收到后会与之前操作系统内存中的数据缓存在一起，等待应用程序提取。

TCP协议是面向流的协议，所以接收端接收到的数据是一个整体（可能由多个包合成），或着说是一个流，每个小数据包之间是无边界的，这也是容易出现粘包问题的原因。因此若要解决此问题，需提供科学的拆包机制，把一个大数据包中的小数据包一个个的解封出来。