Python之网路编程之粘包现象
一、什么是粘包
须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包
粘包不一定会发生
如果发生了:1.可能是在客户端已经粘了
2.客户端没有粘,可能是在服务端粘了
首先需要掌握一个socket收发消息的原理

应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。(因为TCP是流式协议,不知道啥时候开始,啥时候结束)。而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。
所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。
二、发生粘包的两种情况
发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会当做一个包发出去,产生粘包)
1 from socket import *
2 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
3 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SOCK_STREAM,1)
4 phone.bind(('127.0.0.1',8080))
5 phone.listen(5)
6 print('start running...')
7
8 coon,addr = phone.accept() #等待连接
9
10 data1 = coon.recv(10)
11 data2 = coon.recv(10)
12
13 print('------------>',data1.decode('utf-8'))
14 print('------------>',data2.decode('utf-8'))
15 coon.close()
16 phone.close()
服务端
1 from socket import *
2 import time
3 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
4 phone.connect(('127.0.0.1',8080))
5
6 phone.send('hello'.encode('utf-8'))
7 phone.send('helloworld'.encode('utf-8'))
8 phone.close()
客户端
接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)
1 from socket import *
2 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
3 phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SOCK_STREAM,1)
4 phone.bind(('127.0.0.1',8080))
5 phone.listen(5)
6 print('start running...')
7
8 coon,addr = phone.accept() #等待连接
9
10 data1 = coon.recv(2) #一次没有接收完整
11 data2 = coon.recv(10) #下一次接收的时候会先取旧的数据,然后取新的
12 # data3 = coon.recv(1024) #接收等5秒后的信息
13 print('------------>',data1.decode('utf-8'))
14 print('------------>',data2.decode('utf-8'))
15 # print('------------>',data3.decode('utf-8'))
16 coon.close()
17 phone.close()
服务端
1 from socket import *
2 import time
3 phone = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
4 phone.connect(('127.0.0.1',8080))
5
6 phone.send('hello'.encode('utf-8'))
7 time.sleep(5)
8 phone.send('haiyan'.encode('utf-8'))
9 phone.close()
客户端
三、解决粘包的方法
问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,然后接收端来一个死循环接收完所有数据
1 import socket
2 import subprocess
3 import struct
4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
5 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡
6 phone.listen(5) #阻塞的最大数
7 print('start runing.....')
8 while True: #链接循环
9 coon,addr = phone.accept()# 等待接电话
10 print(coon,addr)
11 while True: #通信循环
12 # 收发消息
13 cmd = coon.recv(1024) #接收的最大数
14 print('接收的是:%s'%cmd.decode('utf-8'))
15 #处理过程
16 res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell = True,
17 stdout=subprocess.PIPE, #标准输出
18 stderr=subprocess.PIPE #标准错误
19 )
20 stdout = res.stdout.read()
21 stderr = res.stderr.read()
22 #先发报头(转成固定长度的bytes类型,那么怎么转呢?就用到了struct模块)
23 #len(stdout) + len(stderr)#统计数据的长度
24 header = struct.pack('i',len(stdout)+len(stderr))#制作报头
25 coon.send(header)
26 #再发命令的结果
27 coon.send(stdout)
28 coon.send(stderr)
29 coon.close()
30 phone.close()
服务端
1 import socket
2 import struct
3 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
4 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #连接服
5 while True:
6 # 发收消息
7 cmd = input('请你输入命令>>:').strip()
8 if not cmd:continue
9 phone.send(cmd.encode('utf-8')) #发送
10 #先收报头
11 header_struct = phone.recv(4) #收四个
12 unpack_res = struct.unpack('i',header_struct)
13 total_size = unpack_res[0] #总长度
14 #后收数据
15 recv_size = 0
16 total_data=b''
17 while recv_size<total_size: #循环的收
18 recv_data = phone.recv(1024) #1024只是一个最大的限制
19 recv_size+=len(recv_data) #
20 total_data+=recv_data #
21 print('返回的消息:%s'%total_data.decode('gbk'))
22 phone.close()
客户端
四、解决粘包问题升级版:完整的解决了
1 import socket
2 import subprocess
3 import struct
4 import json
5 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
6 phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
7 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #绑定手机卡
8 phone.listen(5) #阻塞的最大数
9 print('start runing.....')
10 while True: #链接循环
11 coon,addr = phone.accept()# 等待接电话
12 print(coon,addr)
13 while True: #通信循环
14 # 收发消息
15 cmd = coon.recv(1024) #接收的最大数
16 print('接收的是:%s'%cmd.decode('utf-8'))
17 #处理过程
18 res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell = True,
19 stdout=subprocess.PIPE, #标准输出
20 stderr=subprocess.PIPE #标准错误
21 )
22 stdout = res.stdout.read()
23 stderr = res.stderr.read()
24 # 制作报头
25 header_dic = {
26 'total_size': len(stdout)+len(stderr), # 总共的大小
27 'filename': None,
28 'md5': None
29 }
30 header_json = json.dumps(header_dic) #字符串类型
31 header_bytes = header_json.encode('utf-8') #转成bytes类型(但是长度是可变的)
32 #先发报头的长度
33 coon.send(struct.pack('i',len(header_bytes))) #发送固定长度的报头
34 #再发报头
35 coon.send(header_bytes)
36 #最后发命令的结果
37 coon.send(stdout)
38 coon.send(stderr)
39 coon.close()
40 phone.close()
服务端
1 import socket
2 import struct
3 import json
4 phone = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
5 phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #连接服务器
6 while True:
7 # 发收消息
8 cmd = input('请你输入命令>>:').strip()
9 if not cmd:continue
10 phone.send(cmd.encode('utf-8')) #发送
11 #先收报头的长度
12 header_len = struct.unpack('i',phone.recv(4))[0] #吧bytes类型的反解
13 #在收报头
14 header_bytes = phone.recv(header_len) #收过来的也是bytes类型
15 header_json = header_bytes.decode('utf-8') #拿到json格式的字典
16 header_dic = json.loads(header_json) #反序列化拿到字典了
17 total_size = header_dic['total_size'] #就拿到数据的总长度了
18 #最后收数据
19 recv_size = 0
20 total_data=b''
21 while recv_size<total_size: #循环的收
22 recv_data = phone.recv(1024) #1024只是一个最大的限制
23 recv_size+=len(recv_data) #有可能接收的不是1024个字节,或许比1024多呢,
24 # 那么接收的时候就接收不全,所以还要加上接收的那个长度
25 total_data+=recv_data #最终的结果
26 print('返回的消息:%s'%total_data.decode('gbk'))
27 phone.close()
客户端
五、struct模块
1 #该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes类型
2 import struct
3 res = struct.pack('i',12345)
4 print(res,len(res),type(res)) #长度是4
5
6 res2 = struct.pack('i',12345111)
7 print(res,len(res),type(res2)) #长度也是4
8
9 unpack_res =struct.unpack('i',res2)
10 print(unpack_res) #(12345111,)
11 print(unpack_res[0]) #
struct
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