• Qt TCP 分包粘包的解决方法


    1. 为什么TCP会有粘包分包半包现象 ?

    TCP产生粘包分包现象的原因是多方面的,它既可能由发送方造成,也可能由接收方造成。

    • 发送方引起的原因是由TCP协议本身造成的

      TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一包数据。若连续几次发送的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一包后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。这么做优点也很明显,就是为了减少广域网的小分组数目,从而减小网络拥塞的出现。总的来说就是:发送端发送了几次数据,接收端一次性读取了所有数据,造成多次发送一次读取;通常是网络流量优化,把多个小的数据段集满达到一定的数据量,从而减少网络链路中的传输次数。

    • 接收方引起的原因是由于接收方用户进程不及时接收数据,从而导致粘包现象。

      因为接收方先把收到的数据放在系统接收缓冲区,用户进程从该缓冲区取数据,若下一包数据到达时前一包数据尚未被用户进程取走,则下一包数据放到系统接收缓冲区时就接到前一包数据之后,而用户进程根据预先设定的缓冲区大小从系统接收缓冲区取数据,这样就一次取到了多包数据。

    • 分包或半包是指在出现粘包的时候我们的接收方要进行分包处理。

      分包现象在长连接中都会出现。总的来说就是:发送端发送了数量比较多的数据,接收端读取数据时候数据分批到达,造成一次发送多次读取(在实践中,客户端开启TCP_NODELAY后,服务端仍沾包,所以这里是多次发送一次读取);通常和网络路由的缓存大小有关系,一个数据段大小超过缓存大小,那么就要拆包发送。

    2. 怎么处理粘包分包现象?

    tcp粘包、半包的处理方式:

    • 一是采用分隔符的方式,采用特殊的分隔符作为一个数据包的结尾,例如:”$$”;

    • 二是采用给每个包的特定位置(如包头两个字节)加上数据包的长度信息,另一端收到数据后根据数据包的长度截取特定长度的数据解析。

    3. Qt 处理粘包半包的demo

    为了简单显示,使用 QList< QByteArray > 来模拟 socket 接受到多次数据的情况,并且一个完整的数据包以“$$”结束,例如:1111$$

    #include <QApplication>
    #include <QDebug>
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        // 模拟粘包半包的数据
        QList<QByteArray> recvMsgs = {"1111$$2222$$xxxxx","3333$$444$$yyyy"};
        static QByteArray halfData="0000"; // 上一次遗留的半包数据
    
        for (int var = 0; var < recvMsgs.size (); ++var) {
            auto recvMsg = recvMsgs.at (var);
            // 打包数据
            int idx = 0;
            while (idx != -1) {
                // 从idx位置开始查找$$的位置
                int postion = recvMsg.indexOf ("$$",idx); // 解决粘包问题 "1111$$2222$$xxxxx"
                if(postion != -1) {
                    // 获取$$前的数据,不包括$$
                    auto byte = recvMsg.mid(idx, postion - idx);
                    if(!halfData.isEmpty ()){
                        byte = halfData+byte;
                        halfData.clear ();
                    }
                    qDebug() << byte;
                    postion += 2;
                }
                else{
                    // 如果有半包现象,则把最后一个"$$"后的数据保存起来,暂时不使用
                    if(idx < recvMsg.length ()){
                        halfData = recvMsg.mid (idx);
                    }
                }
                idx = postion;
            }
            qDebug() << "剩下的半包数据:" << halfData;
        }
    }
    
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    运行结果:

    "00001111"
    "2222"
    剩下的半包数据: "xxxxx"
    "xxxxx3333"
    "444"
    剩下的半包数据: "yyyy"
    
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    参考应用:

    [tcp粘包(一) - silyvin - 博客园 (cnblogs.com)]:

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/hitzsf/article/details/125596079