TCP粘包和拆包问题及其解决方法-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了TCP粘包和拆包问题及其解决方法。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

含义：

TCP 传输协议是面向流的，没有数据包界限，也就是说消息无边界。客户端向服务端发送数据时，可能将一个完整的报文拆分成多个小报文进行发送，也可能将多个报文合并成一个大的报文进行发送。（TCP协议的底层，并不了解上层业务的具体定义，它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分。在业务层面认为一个完整的包，可能会被TCP拆分成多个小包进行发送，也可能把多个小的包封装成一个大的数据包进行发送，这就是所谓的TCP粘包拆包问题。）。
因此就有了拆包和粘包。在网络通信的过程中，每次可以发送的数据包大小是受多种因素限制的，如 MTU 传输单元大小、滑动窗口等。
所以如果一次传输的网络包数据大小超过传输单元大小，那么我们的数据可能会拆分为多个数据包发送出去。如果每次请求的网络包数据都很小，比如一共请求了 10000 次，TCP 并不会分别发送 10000 次。 TCP采用的 Nagle（批量发送，主要用于解决频繁发送小数据包而带来的网络拥塞问题）算法对此作出了优化。

TCP粘包和拆包问题及其解决方法

客户端发送了两个数据包P1和P2给服务端，服务端一次读取到的字节数是不确定的，可能存在以下4种情况：

（1）服务端分两次读取到了两个独立的数据包P1和P2，没有发送粘包和拆包；
（2）服务端一次读到

了两个数据包，P1和P2粘在一起，这就是TCP粘包情况；
（3）服务端分两次读取到了两个数据包，第一次读取了完整的P1包和P2包的一部分，第二次读取到了P2包的剩余部分，这被称为TCP拆包；
（4）服务端分两次读取了两个数据包，第一次读取了P1包的一部分，第二次读取到了P1包的剩余部分，这也是TCP拆包；

解决方法：

由于TCP协议底层无法理解上层的业务数据，所以在底层是无法保证数据包不被拆分和重组的，所以，这个问题只能通过上层的应用层协议设计来解决，常见方案如下：

（1）消息定长，发送方和接收方规定固定大小的消息长度，例如每个报文大小固定为200字节，如果不够，空位补空格；(消息定长法使用非常简单，但是缺点也非常明显，无法很好设定固定长度的值，如果长度太大会造成字节浪费，长度太小又会影响消息传输，所以在一般情况下消息定长法不会被采用。)
（2）在包围增加特殊字符进行分割，例如FTP协议；分隔符的选择一定要避免和消息体中字符相同，以免冲突。否则可能出现错误的消息拆分。比较推荐的做法是将消息进行编码，例如 base64 编码，然后可以选择 64 个编码字符之外的字符作为特定分隔符。
（3）自定义协议，将消息分为消息头和消息体，消息头中包含消息总长度，这样服务端就可以知道每个数据包的具体长度了，知道了发送数据包的具体边界后，就可以解决粘包和拆包问题了；

TCP粘包和拆包问题及其解决方法

netty解决粘包拆包问题：

DelimiterBasedFrameDecoder：每个应用层数据包，都通过自定义分隔符，进行分割拆分
LineBasedFrameDecoder：每个应用层数据包，都以换行符作为分隔符，进行分割拆分。
FixedLengthFrameDecoder：每个应用层数据包的拆分都是固定长度大小
LengthFieldBasedFrameDecoder+LengthFieldPrepender：自定义消息长度。将应用层数据包的长度，作为接收端应用层数据包的拆分依据。按照应用层数据包的大小，进行拆包。这个拆包器有个要求，应用层协议包含数据包长度。(LengthFieldPrepender:待发送消息长度写入到前几个字节）。

笔者本人自研rpc框架的编解码自定义协议：

先读取消息类型（Requst， Response)，序列化方式（原生， json 加上消息长度：防止粘包，再根据长度读取data.

消息类型（2Byte）	序列化方式 2Byte	消息长度 4Byte
序列化后的Data….	序列化后的Data…	序列化后的Data….

编码 
protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ByteBuf out) throws Exception {
        // 写入消息类型
        if(msg instanceof RPCRequest){
            out.writeShort(MessageType.REQUEST.getCode());
        }
        else if(msg instanceof RPCResponse){
            out.writeShort(MessageType.RESPONSE.getCode());
        }
        // 写入序列化方式
        out.writeShort(serializer.getType());
        // 得到序列化数组
        byte[] serialize = serializer.serialize(msg);
        // 写入长度
        out.writeInt(serialize.length);
        // 写入序列化字节数组
        out.writeBytes(serialize);
    }

解码
 protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        // 1. 读取消息类型
        short messageType = in.readShort();
        // 现在还只支持request与response请求
        if(messageType != MessageType.REQUEST.getCode() &&
                messageType != MessageType.RESPONSE.getCode()){
            System.out.println("暂不支持此种数据");
            return;
        }
        // 2. 读取序列化的类型
        short serializerType = in.readShort();
        // 根据类型得到相应的序列化器
        Serializer serializer = Serializer.getSerializerByCode(serializerType);
        if(serializer == null)throw new RuntimeException("不存在对应的序列化器");
        // 3. 读取数据序列化后的字节长度
        int length = in.readInt();
        // 4. 读取序列化数组
        byte[] bytes = new byte[length];
        in.readBytes(bytes);
        // 用对应的序列化器解码字节数组
        Object deserialize = serializer.deserialize(bytes, messageType);
        out.add(deserialize);
    }

文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-420710.html

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