【Socket】解决UDP丢包问题

一、介绍

UDP是一种不可靠的、无连接的、基于数据报的传输层协议。相比于TCP就比较简单，像写信一样，直接打包丢过去，就不用管了，而不用TCP这样的反复确认。所以UDP的优势就是速度快，开销小。但是随之而来的就是不稳定，面向无连接的，无法确认数据包。会导致丢包问题。

二、丢包原因

1、服务未启动或出现故障，但是数据包依然发送出去，目标地址和端口没有任何进程在监听，这些数据包将被丢弃。

2、缓冲区满，数据包溢出丢失。在实际情况中，如果处理的速度比较慢，会导致数据包堆积在缓冲区，当缓冲区满时，发送的数据无处存放就会丢失。另一种情况是发送的数据包非常大时，可能这个数据包直接超出了缓冲区的大小，也会导致数据丢失。最后一种情况和第一种差不多，由于发送的速率过快，导致处理不及时。

Client

import socket
import time

def main():
    server_host = "127.0.0.1"
    server_port = 8888

    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as client_sock:
        i = 0
        while True:
            message = b"Hello, server!"
            client_sock.sendto(message, (server_host, server_port))
            i = i + 1
            time.sleep(0.001)
            if i == 100000:
                break

if __name__ == "__main__":
    main()

Serevr

import socket
import time

def main():
    host = "127.0.0.1"
    port = 8888
    with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as server_sock:
        server_sock.bind((host, port))
        i= 0
        while True:
            data, client_addr = server_sock.recvfrom(1024)
            print("接收来自", client_addr, "的消息:", data.decode())
            if i==0:
                time.sleep(10)
            i+=1
            print(i)

if __name__ == "__main__":
    main()

这里的客户端发送了100000个数据包，在服务端特意设置处理第一个数据包后停止10秒模拟数据处理时间。在这种情况下，就会因为速度过快，缓冲区满而导致数据包丢失。服务端最后的打印为

可以看到只接收到了96521个数据包，后面的因为缓冲区满的原因全部丢失。这里不会像TCP一样堆积数据包会粘包，UDP不会，而是会一次取一个，按顺序取。不同的设置的缓冲区大容量不同。

三、避免丢包

既然我们知道了丢包的原因，那么在好实际开发中我们应尽量避免丢包问题。