tcp业务层粘包和半包理解及处理

简介: tcp业务层粘包和半包理解及处理

tcp粘包处理

tcp是流式传输的,是安全的, 可靠的,顺序的。

udp是数据报协议,是不可靠的。

面试中经常被问到tcp粘包是如何处理的,通过百度和自己的理解,这里做笔记记录。

如果有不对,请指正~


业务层认识tcp传输及分析方案

tcp是流式传输的,tcp协议栈可以保证传输过程的顺序,可靠性

也就是说,发送端调用send发送,接收端肯定能按照发送顺序依次接收到。

tcp是流式传输的,协议栈只是把接收到的数据放入到对应连接fd的缓冲区中。(待从源码确定)

1:分析tcp协议栈的接收:

1:协议栈只是负责把接收到的数据放入应用层缓冲区(很大的文件传输时,可能一次放不下)。

==》自己的误区,tcp是安全的流式传输,缓冲区接收到的数据必然是完整的,有序的,只会涉及到粘包处理,不涉其他,这里要考虑大包的多次接收。

2:获取缓冲区中的包,可能是多个小包粘合在一起的大包(需要做粘包处理)

==》小包的粘包问题,需要再业务层做处理,nagle算法

3:获取缓冲区中的包,可能是一个大包拆分出的多个小包进行传输 (接收到半包)

==》默认是MTU大小,协议栈会拆包,这个应该是协议栈做了处理,收到还是一个大包,我们只需要循环接收做业务处理(并不需要组包处理)。

==》recv时,根据长度用while循环做接收,确保包的完整。(拆包后的包应该是依次接收到,从缓冲区中获取到)

4:放入缓冲区中数据的完整性,协议栈是否是一次把一整个包放进来的,应该是的(看看源码吧,协议栈是如何处理的?)

==》recv时,需要用while循环做多次的接收。

2:tcp的接收,我们需要关注的问题:

1:对粘包问题做拆包处理。(需要业务层定义协议,增加结束符,固定长度,或者指定长度)

2:对协议栈大包拆包后的数据做组包处理/持续接收半包)。 ==》流式可靠顺序传输的

==》同一个连接,用while循环一直进行接收,应该时可以保证持续接收到的数据时这个大包的数据。

==》根据业务,需要在业务层,对大包进行自定义协议拆包后组包(用户控制发小包),或者根据长度持续接收(确保一个大包的接收完整),或者用缓冲区保存(可能多个连接同时处理的业务)等处理。

3:recv一次时,不一定能获取到一整个包。 (半包)==》应该还是只有大于MTU时拆包场景

==》同2,while多次循环接收,通过长度/校验码确保数据的完整可靠。

4:如果要关注业务层的消息机制,消息的完整性,正确性,需要业务层对消息做一定的协议处理。

3:总结及方案

1:tcp是流式安全的,传输接收到的数据必然是顺序的,有序的:

==》1:半包问题(协议栈拆包),多次while循环进行接收。

==》2:粘包问题,需要在业务层定义协议处理。

2:处理粘包问题的方案:

1:发送固定长度的字节,不够时补充特定字符如0

2:末尾终结符 如\r\n,如FTP协议

3:区分消息为头部和消息体,收到足够的数据确定包的完整性

4:混合使用在应用层做拆包和粘包的处理。(头+类型+长度+数据+尾)

实现一个tcp粘包处理的demo

这里没有考虑大包的拆包时,缓冲区的细节机制。

简单描述:

1:定义用户层协议,使用“头+data+尾部”(这里的头部和尾部自己定义比较随意)的方案,方便粘包处理以及保证数据完整性。(data数据区可以扩展协议)

2:用一个ringbuffer暂存接收到的数据(暂时不考虑半包问题,可以用多个ringbuffer保存不同的fd的缓存做处理/发送端做拆包处理,ringbuffer接收后做业务层作保处理)。

3:接收到数据后放入ringbuffer中,并根据头+尾检测ringbuffer中数据的完整性,这里只是做打印(业务处理以及组包协议定义等都可以自由扩展)

测试demo:

tcp_ringbuffer.h

/*************************************
实现针对tcp接收处理的业务ringbuffer
  1:ringbuffer中的数据肯定是完整的包,然后处理粘包问题
  2:作为tcp的服务端,所有的接收放入包中,来自不同的客户端和不同的消息需要扩展处理
  3:如果发送很大很大的文件,tcp是如何处理的? 会是一次性一直接收吗?
*************************************/
#ifndef __RINGBUFFER_H_
#define __RINGBUFFER_H_
typedef struct RINGBUFF_T{
  void * data;
  unsigned int size;
  unsigned int read_pos;   //数据起始位置
  unsigned int write_pos;  //数据终止位置
}ringbuffer_t;
//创建ringbuffer
ringbuffer_t * ringbuffer_create(unsigned int size);
//销毁ringbuffer
void ringbuffer_destroy(ringbuffer_t * ring_buffer);
//往ringbuffer中存数据 写入
int ringbuffer_put(ringbuffer_t * ring_buffer, const char* buffer, unsigned int len);
//判断是否是完整的数据  然后进行处理
int ringbuffer_get_len(ringbuffer_t *ring_buffer);
//依赖ringbuffer_get_len 返回值申请内存,取出ring_buffer中的数据
int ringbuffer_get(ringbuffer_t * ring_buffer, char * buffer, unsigned int len);
//基本接口 外部基本不用,但是函数内部有使用
//重置缓冲区
void ringbuffer_reset(ringbuffer_t * ring_buffer);
//ringbuffer已经使用的内存空间的大小
int ringbuffer_use_len(ringbuffer_t * ring_buffer);
//ringbuffer没有使用的内存的大小
int ringbuffer_space_len(ringbuffer_t * ring_buffer);
//基本的判空和判满接口
int ringbuffer_isempty(ringbuffer_t * ring_buffer);
int ringbuffer_isfull(ringbuffer_t * ring_buffer);
// int get_ringbuffer_size(ringbuffer_t * ring_buffer);
#endif //__RINGBUFFER_H_

tcp_ringbuffer.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "tcp_ringbuffer.h"
static inline __attribute__((const))
int is_power_of_2(unsigned long n)
{
  return (n != 0 && ((n & (n - 1)) == 0));
}
static unsigned long roundup_power_of_two(unsigned long n)
{
    if((n & (n-1)) == 0)
        return n;
    unsigned long maxulong = (unsigned long)((unsigned long)~0);
    unsigned long andv = ~(maxulong&(maxulong>>1));
    while((andv & n) == 0)
        andv = andv>>1;
    return andv<<1;
}
//创建ringbuffer 
ringbuffer_t * ringbuffer_create(unsigned int size)
{
  //对入参进行校验 并且是2的次方
  if (!is_power_of_2(size)) {
        size = roundup_power_of_two(size);
  }
  ringbuffer_t * ring_buffer;
  ring_buffer = (ringbuffer_t*)malloc(sizeof(*ring_buffer));
  if(ring_buffer == NULL)
  {
    printf("create ringbuffer error \n");
    return NULL;
  }
  ring_buffer->data = (void*)malloc(size);
  if(ring_buffer->data == NULL)
  {
    printf("create ringbuffer data error \n");
    free(ring_buffer);
    return NULL;
  }
  ring_buffer->size = size;
  ring_buffer->read_pos = 0;
  ring_buffer->write_pos = 0;
  return ring_buffer;
}
//销毁ringbuffer
void ringbuffer_destroy(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  if(ring_buffer)
  {
    if(ring_buffer->data)
    {
      free(ring_buffer->data);
      ring_buffer->data = NULL;
    }
    free(ring_buffer);
    ring_buffer = NULL;
  }
}
// typedef struct RINGBUFF_T{
//  void * data;
//  unsigned int size;
//  unsigned int read_pos;   //数据起始位置
//  unsigned int write_pos;  //数据终止位置
// }ringbuffer_t;
//往ringbuffer中存数据 写入
int ringbuffer_put(ringbuffer_t * ring_buffer, const char* buffer, unsigned int len)
{
  if(ring_buffer->write_pos >=ring_buffer->read_pos &&(len <(ring_buffer->size - ring_buffer->write_pos +ring_buffer->read_pos)))
  {
    //进行拷贝
    if(ring_buffer->size - ring_buffer->write_pos >len)
    {
      memcpy(ring_buffer->data + ring_buffer->write_pos, buffer, len);
      ring_buffer->write_pos += len;
    }else
    {
      unsigned int right_space_len = ring_buffer->size - ring_buffer->write_pos;
      memcpy(ring_buffer->data + ring_buffer->write_pos, buffer, right_space_len);
      memcpy(ring_buffer->data, buffer+right_space_len, len - right_space_len);
      ring_buffer->write_pos = len - right_space_len;
    }
    return 0;
  }
  if(ring_buffer->write_pos <ring_buffer->read_pos && (ring_buffer->read_pos - ring_buffer->write_pos) >len)
  {
    memcpy(ring_buffer->data + ring_buffer->write_pos, buffer, len);
    ring_buffer->write_pos += len;
    return 0;
  }
  return -1;
}
//判断是否是完整的数据  然后进行处理
int ringbuffer_get_len(ringbuffer_t *ring_buffer)
{
  //对ringbuffer中的数据做判断解析  如果是完整的数据  则提取出去
  if(ringbuffer_use_len(ring_buffer) < strlen("FFFF0D0A<header><tail>0D0AFEFE"))
  {
    printf("ringbuffer data is error [%d], [%ld]\n", ringbuffer_use_len(ring_buffer),  strlen("FFFF0D0A<header><tail>0D0AFEFE"));
    return -1;
  }
  //判断是否是终结的字段
  const char* end_str = "<tail>0D0AFEFE";
  char check_end_str[20] = {0};
  if(ring_buffer->write_pos >strlen(end_str))
  {
    memcpy(check_end_str, ring_buffer->data+ring_buffer->write_pos - (strlen(end_str)),  strlen(end_str));
  }else
  {
    unsigned int left_len = ring_buffer->write_pos;
    memcpy(check_end_str, ring_buffer->data +ring_buffer->size - (strlen(end_str) - left_len), ring_buffer->size - (strlen(end_str) - left_len));
    memcpy(check_end_str + (strlen(end_str) - left_len), ring_buffer->data, left_len);
  }
  printf("get check_end_str is %s \n", check_end_str);
  char * ret_addr = strstr(check_end_str, end_str);
  if(ret_addr == NULL)
  {
    return -1;
  }
  if(check_end_str - ret_addr != 0)
  {
    printf("DDDDD :why end string is error");
    return -1;
  }
  return ringbuffer_use_len(ring_buffer);
}
//从ringbuffer中取数据做处理, 判断接收到的字符是否是终结符号,就可以去做处理
//取完数据后重置ringbuffer的位置  读取
int ringbuffer_get(ringbuffer_t * ring_buffer, char * buffer, unsigned int len)
{
  //这里建立在ringbuffer_get_len 的基础上,传入入参,取出数据
  int data_len = ringbuffer_use_len(ring_buffer);
  if(data_len >= len)
  {
    printf("para buffer is not enough space \n");
    return -1;
  }
  if(ring_buffer->write_pos >ring_buffer->read_pos )
  {
    printf("get data from ringbuffer len: [%d] \n", ring_buffer->write_pos - ring_buffer->read_pos);
    memcpy(buffer, ring_buffer->data + ring_buffer->read_pos, data_len);
  }else
  {
    memcpy(buffer, ring_buffer->data+ring_buffer->read_pos, ring_buffer->size - ring_buffer->read_pos);
    memcpy(buffer+ring_buffer->size - ring_buffer->read_pos, ring_buffer->data, data_len - (ring_buffer->size - ring_buffer->read_pos));
  }
  ring_buffer->write_pos = 0;
  ring_buffer->read_pos = 0;
  return 0;
}
//直接从socket中读数据放入ringbuffer中也可以
int ringbuffer_get_from_dev()
{
  return 0;
}
//直接从ringbuffer中取数据用socket进行发送
int ringbuffer_put_to_dev()
{
  return 0;
}
void ringbuffer_reset(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  ring_buffer->read_pos = ring_buffer->write_pos = 0;
}
int ringbuffer_use_len(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  if(ring_buffer->write_pos >= ring_buffer->read_pos)
  {
    return ring_buffer->write_pos-ring_buffer->read_pos;
  }
  return ring_buffer->write_pos + ring_buffer->size - ring_buffer->read_pos;
}
int ringbuffer_space_len(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  if(ring_buffer->write_pos >= ring_buffer->read_pos)
  {
    return ring_buffer->read_pos +(ring_buffer->size - ring_buffer->write_pos);
  }
  return ring_buffer->read_pos - ring_buffer->write_pos;
}
int ringbuffer_isempty(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  return ringbuffer_use_len(ring_buffer) == 0? 0 :-1;
}
int ringbuffer_isfull(ringbuffer_t * ring_buffer)
{
  return ringbuffer_space_len(ring_buffer) == 0? 0 :-1;
}
// int get_ringbuffer_size(ringbuffer_t * ring_buffer)
// {
//  return ring_buffer->size;
// }

tcp_sticky_bag.c

//在业务层实现对tcp的粘包,拆包处理逻辑
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/epoll.h>
#include "tcp_ringbuffer.h"
/*********************************************************************
https://bbs.csdn.net/topics/380167545
梳理一下有关tcp数据包的定义方案:
  TCP的可靠性是到哪种程度,在传输过程中数据的内容或长度有没有可能出错,不管是意外还是人为,数据的内容是可能出错的。 
  首先LZ的问题很单纯, ===》对于粘包情况,是记录长度拆分好呢,还是按特定分隔符来拆分好。 
  1楼、2楼的回答,   ===》通常是用固定长度,或者记录长度 
  3楼就问,       ===》结束符的判断不受欢迎?以前的老代码用过结束符,其中难道有什么玄机 
  接着zhao4zhong1     ===》就给出个简单的方法base64,将二进制数据流转化成文本来,然后用'\0'作为结束符,
    也就是要将二进制流中的'\0'转译掉,又懒得自己写代码,所以用了现成的base64,虽然很浪费资源,但也凑合着可以用。 
    单到这点上,还是个很好的答案的。 
  不过接下来的问题就奇怪了,竟然奇怪的问了用包头加包体几个问题。一下子引得无数人进攻。然后就是口水了。 
  使用分隔符和包头加包体的方案,都是为了处理数据的安全性的。
    1、仅收到一个字节时怎么办。 :你用base64时仅收到一个字母而没有受到'\0'时怎么办? :你怎么办这里就怎么办 
    2、收到两个字节的包头比如FF FF(表示后续包体长度为65535,或者包头+包体长度65535即后续包体长度65533),但后续收到数据长度迟迟达不到要求怎么办? :你用base64时一直收到字母和数字,就是收不到'\0'时怎么办? :你怎么办这里就怎么办 
    3、比如约定每个包最大长度为0x1000,但收到的包头中长度超过0x1000怎么办? :base64中可能出现的字符范围是固定的,但收到的数据里有超过范围的字符怎么办?比如收到个值为00000001的字节 :对于这种数据出错的情况,你怎么办的这里就这么办 
    4、应用需要发送超过65535个字节的包怎么办 :base64的字符只有64种来表示数据,对于一个值>64的字节要怎么表示? :base64可以把数据分成很多个字符来表示,这里为什么就不能把大数据分成很多个包后再传? 
  ……………………………… 接下来大多都是无谓的口水了(我板凳看了2小时的热闹) ……………………………… 
  还是回到LZ这个很单纯的问题上来吧,是记录长度拆分好呢,还是按特定分隔符来拆分好? 
  从计算机逻辑上来讲,其实没什么区别,都是要有校验有分割,而从人的思维逻辑上讲,我还是喜欢记录长度的方式。 
    因为如果用分隔符,就要对每个字节都进行转译,发送前转译,收到后还要转译回来,虽然对于编程来说,就是一个简单的循环语句,但在心理上,却有一种对所有数据都要进行变换的这种很麻烦的感觉。
    而按长度来,只要处理少数几个字节,真正的数据体是原样copy的,虽然从编程语句上来说没什么变化,但从心理上,却有一种数据就是原样搬来搬去,这样清爽的感觉。 
    所以,我建议大家用长度。
  qq120848369在22楼说的就是大众格式,LZ在26楼也赞同了。 
    --------原文: 头和尾基本用来做校验, 不是拿来做边界的. 头+类型+长度+数据+尾, 这种结构就可以. 拆包就是: 检验头, 然后拆出类型+长度, 然后根据长度拆数据, 然后检验尾巴. 
    -------- 顺便再啰嗦一下,我自己现在这个应用中,只传输控制命令,而且是加密成128字节的数据段,加解密的算法也是自己写的,本身就有校验,上层逻辑还有数据是否合法的判断,
      所以在网络这块什么多余的都不用考虑,就一次128字节的收发,超时设为10秒,有错就重来,连错3次就重连,连续3次重连就拒绝此IP五分钟,逻辑上单纯又直白。
*****************************************************************************/
/****************************************************************************
一直不理解面试时为什么会问到tcp粘包相关知识,以及业务层对tcp粘包需要做的处理到底有哪些。
  然后通过探索,总结,按照自己的思路理解一下:
  1:协议栈只是负责把接收到的数据放入应用层缓冲区        ==》自己的误区,tcp是安全的流式传输,缓冲区接收到的数据必然是完整的,有序的,只会涉及到粘包处理,不涉其他,这里要考虑大包的多次接收。
  2:获取缓冲区中的包,可能是多个小包粘合再一起的大包      ==》小包的粘包问题,需要再业务层做处理,nagle算法
  3:获取缓冲区中的包,可能是一个大包拆分出的多个小包进行传输  ==》默认是MTU大小,协议栈会拆包,这个应该是协议栈做了处理,收到还是一个大包,我们只需要循环接收做业务处理(并不需要组包处理)。
    ==》recv时,根据长度用while循环做处理。
  4:放入缓冲区中数据的完整性,协议栈是否是一次把一整个包放进来的,会有接收到一个大包,先放入缓冲区一半,有位置再放入下一半?(看看源码吧,协议栈是如何处理的?)
    ==》recv时,需要用while循环做多次的接收。
  综上所述,我们需要关注的问题有:
    1:对粘包问题做拆包处理。
    2:对协议栈大包拆包后的数据做组包处理。 ==》协议栈会做,业务层不需要关注。 ==》流式可靠顺序传输的
    3:recv一次时,不一定能获取到一整个包。
      1:recv缓冲区中的数据,一次不一定全获取到包数据,需要根据返回值做处理。 ==》用while+业务实现包的完整性
      2:tcp是流式的,安全的,所以面对的是字符流,能保证各个字节按顺序到达,不会乱序。  ==》直接接收,协议栈的拆包多次发送我们不关注。
    4:如果要关注业务层的消息机制,消息的完整性,正确性,需要对消息做一定的协议处理。
  思考一下处理方案:
    1:发送固定长度的字节,不够时补充特定字符如0
    2:末尾终结符 如\r\n,如FTP协议
    3:区分消息为头部和消息体,收到足够的数据确定包的完整性
    4:再应用层做拆包和粘包的处理。
    可以参考netty对包进行处理。
  总结:tcp是流式安全的,传输接收到的数据必然是顺序的,有序的,但是会有粘包,recv一次性接收不完全的现象,需要我们处理。
*****************************************************************************/
/*************************************
通过测试demo,实现对tcp消息的接收处理:
  1:作为服务端,接收客户端主动上报的各种消息。
  2:自定义协议,做消息构造,方便消息完整性接收,数据校验,粘包处理
实现方案:
  1:实现自定义协议的业务
  2:增加tcp服务端业务,进行demo验证。
*************************************/
//触发accept 连接相关的处理
int demo_accept_exec(int epfd, int listenfd);
//触发数据接收的相关处理
int demo_recv_exec(ringbuffer_t *ringbuff,  int epofd, int connectfd);
//创建服务端的fd
int demo_init_socket();
//加入epoll 真正的处理入口
int demo_server_exec(int listenfd);
//处理接收到的粘包报文
int check_recv_data(char *data,  int len);
int SetNonblock(int fd) {
  int flags;
  flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
  if (flags < 0)
    return flags;
  flags |= O_NONBLOCK;
  if (fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0) 
    return -1;
  return 0;
}
//创建服务端socket fd
int demo_init_socket()
{
  int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if(fd < 0)
  {
    printf("create socket fd error. \n");
    return -1;
  }
  SetNonblock(fd);
  struct sockaddr_in server_addr;
  memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_port = htons(9000);
  server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  //设置端口可重用 也可以设置缓冲区大小等
  int optval = 1;
  setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(int));
  bind(fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
  if(listen(fd, 20) < 0)
  {
    printf("listen sock fd error. \n");
  }
  printf(" listen 9000 port,create socket  fd is %d \n", fd);
  return fd;
}
//要么用accpet做连接监听,开始处理,
//用epoll实现连接与接收的消息通信。
int demo_server_exec(int listenfd)
{
  //创建epfd 并把serverfd加入epfd中
  int epfd = -1;
  {
    epfd = epoll_create(1);
    if(epfd == -1)
    {
      printf("create epoll error \n");
      close(listenfd);
      return -1;
    }
    //把我们的fd加入到epoll中,只监听可读事件,连接处理
    struct epoll_event event;
    event.data.fd   = listenfd;
    event.events  = EPOLLIN|EPOLLET;
    if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listenfd, &event) == -1)
    {
      printf("add listenfd to epoll error \n");
      close(listenfd);
      close(epfd);
      return -1;
    }
  }
  //创建缓冲区
  ringbuffer_t * ringbuff = ringbuffer_create(1024*4);
  if(ringbuff == NULL)
  {
    printf("create ringbuff error, ringbuff is null \n");
    close(listenfd);
    close(epfd);
    return -1;
  }
  struct epoll_event event_wait[1024];
  int nready = 0;
  printf("start to exex server: \n");
  while(1)
  {
    nready = epoll_wait(epfd, event_wait, 1024, 1000);
    if(nready < 0) 
      {
        if (errno == EINTR)// 信号被中断
        {
          printf("epoll_wait return and errno is EINTR \n");
                continue;
        }
            printf("epoll_wait error. \n");
            break;
      }else if(nready == 0) // 超时,继续
      {
        // printf("epoll_wait timeout \n");
        continue;
      }
      //已经准备就绪的fd
      for(int i=0; i< nready; i++)
      {
        //处理可读
        if(event_wait[i].events & EPOLLIN)
        {
          if(event_wait[i].data.fd == listenfd)
          {
            demo_accept_exec(epfd, listenfd);
          }else
          {
            demo_recv_exec(ringbuff, epfd, event_wait[i].data.fd);
          }
        }
        //这种情况下应该从epoll中移除,并关闭fd
        //这里如果不是客户端发完就终止的业务,我们是不是不del,只有异常时del
        if (event_wait[i].events & (EPOLLERR | EPOLLHUP))
        {
          printf("epoll error [EPOLLERR | EPOLLHUP].\n");
          epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, event_wait[i].data.fd, NULL);
          close(event_wait[i].data.fd);
        }
      }
  }
  ringbuffer_destroy(ringbuff);
  return 0;
}
//开始进行accept处理并且把连接fd放入epoll中
int demo_accept_exec(int epfd, int listenfd)
{
  struct sockaddr_in cliaddr;
  socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);
  //进行accept接收,因为是et模式,所以需要循环接收
  int clifd = -1;
  while((clifd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &clilen)) >= 0)
  {
    // if(clifd == -1)
    // {
    //  if ((errno == EAGAIN) || (errno == EWOULDBLOCK)) 
    //  {
   //            /* 资源暂时不可读,再来一遍 */
   //            break; //这里应该重复读
   //        }
   //        //这里其实是异常的
    //  printf(" accept error: [%s]\n", strerror(errno));
    //  return -1;
    // }
    SetNonblock(clifd);
    //加入epoll
    struct epoll_event clifd_event;
    clifd_event.data.fd = clifd;
    clifd_event.events = EPOLLIN | EPOLLET; //ET模式要循环读
    if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, clifd, &clifd_event) == -1)
    {
      printf(" epoll ctl error . \n");
      close(clifd);
      return -1;
    }
    printf("accept success. [%s:%d] connected \n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr), ntohs(cliaddr.sin_port)); 
  }
  return 0;
}
//这里只是处理了最常规的accept成功加入epoll以及有数据时的加入
// EPOLLERR 是read或者write时知道对端关闭了
// FFFF0D0A<header>len|data<tail>0D0AFEFE
int demo_recv_exec(ringbuffer_t *ringbuff,  int epfd, int connectfd)
{
  //因为这里用了et模式,所以要循环进行读
  //定义一个缓冲区,对数据进行持续接收以及处理
  printf("start to recv \n");
  char recv_data [1024] = {0};
  while(1)
  {
    //ET模式要一次性读完,读到缓冲区没有数据
    //定义一个内存,每次读取,放入缓冲区中
    int datalen = -1;
    //读取所有的数据
    while((datalen = read(connectfd, recv_data, 1024)) > 0)
    {
      printf("recv data is [%s] [%lu] [%d]\n",  recv_data, strlen(recv_data), datalen);
      if(ringbuffer_put(ringbuff, recv_data, datalen)== 0)
      {
        printf("put to ringbuff success \n");
      }
      memset(recv_data, 0 , 1024);
    }
    //应该是对端关闭 关闭fd,从epfd中移除该fd
    //这里可以改为监听可写  写完后删除
    if(datalen == 0)
    {
      if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, connectfd, 0) == -1)
      {
        printf("client disconnection error from epoll \n");
      }else
      {
        printf("client disconnected success,clientfd is [%d] \n", connectfd);
      }
      close(connectfd);//这里做epoll的删除和fd的close,客户端在发送时会重连
      break;
    }
    if(datalen < 0)   //接收到最后一个报文的返回,这里循环接收必然触发
    {
      printf("DDDDD recv data len <0 \n");
      if (errno == EWOULDBLOCK && errno == EINTR) //不做处理
      {
        continue;
      }
      // if(epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, connectfd, 0) == -1)
      // {
      //  printf("client 1 disconnection error from epoll \n");
      // }else
      // {
      //  printf("client 1 disconnected success,clientfd is [%d] \n", connectfd);
      // }
      // close(connectfd);
      break;
    }
  }
  //获取ringbuff中的数据然后进行显示
  int ringbuff_data_len = ringbuffer_get_len(ringbuff);
  if(ringbuff_data_len  == -1)
  {
    printf("get ringbuff dada error. \n");
    return 0;
  }
  printf("get ringbuff data len is %d \n", ringbuff_data_len);
  char * data = (char*)malloc(ringbuff_data_len +1);
  memset(data, 0, ringbuff_data_len+1);
  ringbuffer_get(ringbuff, data, ringbuff_data_len+1);
  printf("get all data is [%ld][%s] \n", strlen(data), data);
  check_recv_data(data, ringbuff_data_len);
  //这里对取出来的数据做业务处理
  free(data);
  data =NULL;
  return 0;
  //每次读取完一次缓冲区的数据后,对读取到的数据做粘包处理的业务逻辑,应该不涉及丢包的
}
int exec_one_package_data(char* data, int len)
{
  char * print_data = malloc(len+1);
  memset(print_data, 0, len+1);
  memcpy(print_data, data, len);
  printf("111 one package data is [%s][%ld][%d] \n", print_data, strlen(print_data), len);
  free(print_data);
  return 0;
}
//对特定格式的数据做业务处理,单包处理
//这里的数据必然是有我们的终结符尾部的数据,
int exec_one_data(char* data, int len)
{
  //为了打印
  char * print_data = malloc(len+1);
  memset(print_data, 0, len+1);
  memcpy(print_data, data, len);
  printf("one package data is [%s][%ld][%d] \n", print_data, strlen(print_data), len);
  free(print_data);
  //真正的业务处理,1:正确提取到内部数据
  //我们的业务应该是只走这个
  const char * start_str = "FFFF0D0A<header>";
  char * ops;
  ops = strstr(data, start_str);
  if(ops == data)
  {
    //正确的一帧数据,去做正常业务处理
    exec_one_package_data(data + strlen("FFFF0D0A<header>"), len -strlen("FFFF0D0A<header><tail>0D0AFEFE"));
  } 
  if(ops == NULL)
  {
    printf("package data is error, not find start data. \n");
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
      printf("%c", *(data+i));
    }
    printf("\n");
  }
  if(ops != data)
  {
    printf("recv package data is error. ");
    for(int i=0; i<len; i++)
    {
      printf("%c", *(data+i));
    }
    printf("\n");
    exec_one_package_data(ops+ strlen("FFFF0D0A<header>"), len - strlen("FFFF0D0A<header><tail>0D0AFEFE") - (ops-data));
  }
  //至于中间包含header,通过日志分析把
  return 0;
}
//客户端正常逻辑应该是 连接一次 然后发送,发送完后断开。
//如果客户端是长连接 连接一次,一直发送,上面是否能满足条件?
//如何实现tcp的长连接,以及如何用session管理
//也可以用mod,在recv后,监听可写,read后监听可读
//如果依赖于tcp的拆包,我们在业务层没有做拆包处理,这里直接循环接收即可,
//然后校验头和尾,做完整的包校验即可
//对接收到的数据做校验,拆包处理
int check_recv_data(char *data,  int len)
{
  if(len <= strlen("FFFF0D0A<header><tail>0D0AFEFE"))
  {
    printf("get data from ringbuff is error, and throw away data : %s.", data);
    return -1;
  }
  //对接收到的数据做拆包处理
  int datalen = -1;
  char * onedata;
  char * ops;
  char * temp_data = data;
  //因为包含着开始的头,所以这里用尾处理更方便
  // const char * start_str = "FFFF0D0A<header>";
  // while((ops = strstr(temp_data, start_str)) != NULL)
  // {
  //  datalen = ops - temp_data;
  //  exec_one_data(temp_data, datalen);
  //  temp_data = ops;
  // }
  const char * end_str = "<tail>0D0AFEFE";
  while((ops = strstr(temp_data, end_str)) != NULL)
  {
    datalen = ops - temp_data +strlen(end_str);
    exec_one_data(temp_data, datalen);
    temp_data = ops+strlen(end_str);
  }
  //有剩下的数据
  if(temp_data - data != len)
  {
    printf("there is loss data: [%ld][%s] \n", strlen(temp_data), temp_data);
  }
  return 0;
}
//扔到ringbuff,然后每一次扔完,需要做校验处理
//暂定的tcp包的协议是  FFFF0D0A<header>len|data<tail>0D0AFEFE
//
//1:接收到对端的数据
//2:放入缓冲区中,可以是环形缓冲区
//3:对缓冲区中的数据做校验处理 
//4:缓冲区对完整数据做业务处理,不完整的数据做等待或者丢弃处理
int main()
{
  int fd = demo_init_socket();
  if(fd < 0)
  {
    printf("create fd error is %d \n", fd);
    return -1;
  }
  printf("create fd success is %d \n", fd);
  //开始循环进行处理 
  demo_server_exec(fd);
  printf("main func end\n");
  return 0;
}
//这里假设报文数据够小,每一次对应的缓冲区都能取完,取到异常的数据那就丢弃
//不然,这里的方案就会复杂,需要管理每一个fd对应的缓冲区的ringbuffer
目录
相关文章
|
5月前
|
编解码 缓存 移动开发
TCP粘包/拆包与Netty解决方案
TCP粘包/拆包与Netty解决方案
88 0
|
5月前
|
消息中间件 Kubernetes 网络协议
知识巩固源码落实之2:tcp服务端接收处理半包和粘包
知识巩固源码落实之2:tcp服务端接收处理半包和粘包
57 0
|
12月前
|
缓存 网络协议 算法
TCP粘包、拆包原因与解决方案
TCP粘包、拆包原因与解决方案
183 0
|
网络协议 算法
第 9 章 TCP 粘包和拆包及解决方案
第 9 章 TCP 粘包和拆包及解决方案
201 0
|
存储 网络协议
TCP拆包和粘包的作用是什么
首先我们思考一个问题,应用层的传输一个10M的文件是一次性传输完成,而对于传输层的协议来说,为什么不是一次性传输完成呢。 这个有很多原因,比如稳定性,一次发送的数据越多,出错的概率越大。再比如说为了效率,网络中有时候存在并行的路径,拆分数据包就就能更好的利用这些并行的路径。再有,比如发送和接收数据的时候,都存在缓冲区,缓冲区是在内存中开辟的一块空间,目的是缓冲大量的应用频繁的通过网卡收发数据,这个时候,网卡只能一个一个处理应用的请求。当网卡忙不过来的时候,数据就需要排队了。也就是将数据放入缓冲区。如果每个应用都随意发送很大的数据,可能导致其他应用的实时性遭到破坏。
68 0
|
网络协议 图形学
Socket TCP协议解决粘包、半包问题的三种解决方案
Socket TCP协议解决粘包、半包问题的三种解决方案
300 2
Socket TCP协议解决粘包、半包问题的三种解决方案
|
移动开发 网络协议 Java
TCP 粘包/拆包问题
《基础系列》
155 0
TCP 粘包/拆包问题
|
移动开发 网络协议
TCP的粘包拆包问题+解决方案
TCP的粘包拆包问题+解决方案
151 0
TCP的粘包拆包问题+解决方案
|
移动开发 网络协议
【Netty】TCP粘包和拆包
前面已经基本上讲解完了Netty的主要内容,现在来学习Netty中的一些可能存在的问题,如TCP粘包和拆包。
136 0
【Netty】TCP粘包和拆包
|
网络协议
TCP的粘包和拆包
TCP的粘包和拆包
166 0