Linux：TCP粘包问题的模拟实现以及解决方法

最新推荐文章于 2025-05-15 17:04:31 发布

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#tcp #socket

本文详细介绍了TCP粘包现象的产生原因及模拟实现过程，并提供了两种解决方案：使用定长字节发送与自定制协议。

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1. TCP粘包问题的模拟实现

1.1 何谓TCP粘包

因为TCP协议是有连接，可靠有序，面向字节流的协议，也正是它面向字节流这个特性，导致存放在接收缓冲区的数据没有明显的界限，TCP的recv函数在接收数据的时候不会识别数据是第一条还是第二条，而是直接根据规定的大小进行读取数据，而我们每次都不知道发送数据方发送的数据大小，因此再读取数据的时候，极有可能读取到不完整的数据，或者说是粘连的数据。举个例子来看：

如果按照我们自己的逻辑，服务端应该给客户端返回两次结果 2、4；但是这里服务端只会给客户端返回一次结果，即1+12+2 = 15。这就与我们的预期不符，因此，这就是TCP的粘包问题。

接下来我们来对其进行模拟实现。

1.2 TCP粘包问题的模拟实现

本次我们使用的是多线程的TCP版本代码，同上篇文章Linux：TCP Socket编程（代码实战）一样，这里我们还是使用封装类的形式实现客户端和服务端之间的通信，为了实现TCP粘包问题，我们在这里规定客户端连续给服务端发送两次数据，然后服务端每次接收数据的时候，直接读取buf所能读取的最大数据。

封装类代码 tcp.hpp

#pragma once

#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

class tcp
{
   
   
    public:
        tcp() : sockfd_(-1)
        {
   
   }
        tcp(int sock) : sockfd_(sock)
        {
   
   }
        ~tcp()
        {
   
   
            close(sockfd_);
        }

        int createSockfd()
        {
   
   
            sockfd_ = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
            if(sockfd_ < 0)
            {
   
   
                cout << "socket failed" << endl;
                return -1;
            }
            return sockfd_;
        }

        int Bind(string ip = "0.0.0.0",uint16_t port = 18989)
        {
   
   
            struct sockaddr_in addr;
            addr.sin_family = AF_INET;
            addr.sin_port = htons(port);
            addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());


            int ret = bind(sockfd_,
            			(struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr));
            if(ret < 0)
            {
   
   
                cout << "bind failed" << endl;
                return -1;
            }
            return ret;
        }

        int Listen(int backlog = 2)
        {
   
   
            int ret = listen(sockfd_,backlog);
            if(ret < 0)
            {
   
   
                cout << "listen failed" << endl;
                return -1;
            }
            return ret;
        }

        int Accept(struct sockaddr_in* addr,socklen_t* socklen)
        {
   
   
            int new_sockfd = accept(sockfd_,
            		(struct sockaddr *)addr,socklen);
            if(new_sockfd < 0)
            {
   
   
                cout << "accept failed" << endl;
                return -1;
            }
            return new_sockfd;
        }

        ssize_t Recv(char* buf,size_t len)
        {
   
   
            ssize_t ret = recv(sockfd_,buf,len,0);
            if(ret < 0)
            {
   
   
                cout << "recv failed" << endl;
            }
            return ret;
        }

        ssize_t Send(char* buf,size_t len)
        {
   
   
            ssize_t ret =  send(sockfd_,buf,len,0);
            if(ret < 0)
            {
   
   
                cout << "send faild" << endl;
                return -1