【Socket】解决TCP粘包问题

一、介绍

TCP一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。

三次握手：

1. 客户端发送服务端连接请求，等待服务端的回复。
2. 服务端收到请求，服务端回复客户端，可以建立连接，并等待。
3. 客户端收到回复并发送，确认连接。服务端收到回复。连接成功。
   
   四次挥手：

与三次握手不同，客户端和服务端都可以主动断开连接。

1. 服务A向服务B发送FIN报文段，表示没有数据要传输
2. 服务B收到报文段，回复一个ACK报文段，表示收到，但是服务还未结束。
3. 服务B发送FIN报文段，服务结束。
4. 服务A收到报文段，服务B发送ACK报文段，服务B收到报文段后直接关闭连接，服务A没有收到回复，也开始断开连接。
   

因为复杂的三次握手和四次挥手，保证了数据的可靠性和安全性。因此也造成了更大的开销。

二、产生的问题

由于TCP的可靠性传输，可以理解为客户端和服务端之间建立了一个传输管道，可以互相不断的传输数据。但是可能由于数据的传输与接收之间存在差异。使用在服务端和客户端之间，存在一个缓冲区，用于数据的缓冲。数据传输之前会先到缓冲区。

例如服务端A和客户端B。A不断向服务端传输数据，B不断处理服务A传输的数据。服务A发送数据到缓冲区，服务B从缓冲区获取数据来处理。由于服务B处理的速度比较慢，就会导致缓冲区堆积多个数据包。当服务B处理完再取时，取出的可能是多个数据包粘在一起的数据包，这时候处理就会出现问题。

三、解决方案

设置包长、包头包尾、消息分隔符解决粘包和拆包问题。这些方法通过明确消息边界，确保接收端能够准确地解析每个完整的消息。这里举例数据包分隔符。

1、设置包头包尾

现在我们模拟粘包情况，也就是客户端数据堆积。

Server

import socket
import time

def receive_message(sock):
    buffer = b""
    while True:
        packet = sock.recv(1024)
        if not packet:
            break
        buffer += packet
        print("缓冲区数据 : "+ str(buffer))
        time.sleep(5)
        while True:
            start_index = buffer.find(b"StartPackage")
            end_index = buffer.find(b"EndPackage")
            if start_index != -1 and end_index != -1 and start_index < end_index:
                start_index += len(b"StartPackage")
                message = buffer[start_index:end_index]
                buffer = buffer[end_index + len(b"EndPackage"):]  
                print("收到客户端消息: "+message.decode())
            else:
                break 

server_sock