C#下利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题(新手篇)

介于网络上充斥着大量的含糊其辞的Socket初级教程,扰乱着新手的学习方向,我来扼要的教一下新手应该怎么合理的处理Socket这个玩意儿。

一般来说,教你C#下Socket编程的老师,很少会教你如何解决Socket粘包、半包问题。

更甚至,某些师德有问题的老师,根本就没跟你说过Socket的粘包、半包问题是什么玩意儿。

直到有一天,你的Socket程序在传输信息时出现了你预期之外的结果(多于的信息、不完整的信息、乱码、Bug等等)。

任你喊了一万遍“我擦”,依旧是不知道问题出在哪儿!

好了,不说废话了,进入正题,包教包会,学不会,送路费。

如果你读到这篇文章了,想必你已经遇到了以上问题,情况再理想一点儿,其实你在原理上已经知道怎么解决这个问题了,只是不知道怎么动手。

那么,首先,你需要新建一个【消息协议类】,这个类我们暂定由5大属性组成,分别是:

【(①=1个byte)(②=1个byte])(③=1个int)(④=1个byte[])(⑤=1个byte[])】

解释一下这个【消息协议类】:

(①=1个byte):这个属性占1个字节,可以放一个0到254的整数,我称作1号标志;

(②=1个byte):这个属性占1个字节,可以放一个0到254的整数,我称作2号标志。那么1号标志和2号标志就有多达255×255个组合,我们用它来自定义这个消息的标志,比如,0-0表示登录请求消息,1-1表示物理攻击,1-2表示魔法攻击,3-3表示坐标移动;

(③=1个int):这个属性占4个字节,可以放一个0到2147483647的整数,它表示(④=1个byte[])的长度;

(④=1个byte[]):这个属性存着你要发送的全部消息体字节,所以,你的消息体需要被转化为字节数组才可存放进去;

(⑤=1个byte[]):这个属性存着【多余的消息体字节】。那么问题来了,什么是【多余的消息体字节】?休息一下继续往下看。

再解释一下这个【消息协议类】具体怎么用。

1,【消息发送方】先定义【消息协议类】①②属性,也就是随便写2个数;

2,【消息发送方】再将消息“装入”【消息协议类】的④属性,那么③属性就有了;

3,【消息发送方】将封装好的【消息协议类】转为byte[],发送给【消息接收方】,我们把这道工序称作【封包】;

4,【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]时,先判断这个byte[]长度是否大于6,即是否大于①属性+②属性+③属性的长度和,如果byte[]长度小于6,【消息接收方】就循环继续接收;

5,【消息接收方】接收到【消息发送方】发来的byte[]长度大于等于6了!!则将byte[]还原为【消息协议类】,为了区别,我们暂时把它为【新消息协议类】;

6,循环判断【消息发送方】发来的byte[]长度减去6之后的值是否大于等于【新消息协议类】的③的值。这个可以理解为byte[]是否为一个完整的【消息协议类】,如果是就把【新消息协议类】的④属性拆出来,就得到了一个刚刚好完整的消息,不多也不少。那么,我们就把这道工序称作【拆包】;

7,相信你已经反应过来⑤这个【多余的消息体字节】是干嘛用的了。上一步当中,如果byte[]信息刚好是一个完整长度自然用不到⑤了,但是在网络传输中byte[]自然不会永远那么刚好了,所以当byte[]长度大于一个完整消息时,就把多于的byte放入⑤当中,和下次新接收的byte[]组合在一起,再次进行这样的循环,保证数据的完整性和独立性。

8,好了,以上过程就是利用封包、拆包原理解决Socket粘包、半包问题,接下来你可以在发送方以非常频繁的发送频率来发送,接收方依然会规规矩矩完完整整的以正确的姿势来接收消息了。最下面是要点代码,相信聪明的你一定学会了,如果还没学会,可以加我QQ:119945778,包教包会,不然我还得送路费不是...

下面是源码时间:

  1     /// <summary>
  2     /// 【消息协议】=【协议一级标志】+【协议二级标志】+【实际消息长度】+【实际消息内容】+【多于消息内容】
  3     /// </summary>
  4     public class MessageXieYi
  5     {
  6         #region 自定义
  7         #region 协议一级标志,值 = (0 至 254 )
  8         private byte xieYiFirstFlag;
  9         /// <summary>
 10         /// 协议类别,值 = ( 0 直 254 )
 11         /// </summary>
 12         public byte XieYiFirstFlag
 13         {
 14             get { return xieYiFirstFlag; }
 15             set { xieYiFirstFlag = value; }
 16         }
 17         #endregion
 18
 19         #region 协议二级标志,值 = (0 至 254 )
 20         private byte xieYiSecondFlag;
 21         /// <summary>
 22         /// 协议二级标志,值 = (0 至 254 )
 23         /// </summary>
 24         public byte XieYiSecondFlag
 25         {
 26             get { return xieYiSecondFlag; }
 27             set { xieYiSecondFlag = value; }
 28         }
 29         #endregion
 30
 31         #region 实际消息长度
 32         private int messageContentLength;
 33         /// <summary>
 34         /// 实际消息长度
 35         /// </summary>
 36         public int MessageContentLength
 37         {
 38             get { return messageContentLength; }
 39             set { messageContentLength = value; }
 40         }
 41         #endregion
 42
 43         #region 实际消息内容
 44         private byte[] messageContent = new byte[] { };
 45         /// <summary>
 46         /// 实际消息内容
 47         /// </summary>
 48         public byte[] MessageContent
 49         {
 50             get { return messageContent; }
 51             set { messageContent = value; }
 52         }
 53         #endregion
 54
 55         #region 多余的Bytes
 56         private byte[] duoYvBytes;
 57         /// <summary>
 58         /// 多余的Bytes
 59         /// </summary>
 60         public byte[] DuoYvBytes
 61         {
 62             get { return duoYvBytes; }
 63             set { duoYvBytes = value; }
 64         }
 65
 66         #endregion
 67         #endregion
 68
 69         #region 构造函数两个
 70         public MessageXieYi()
 71         {
 72             //
 73         }
 74
 75         public MessageXieYi(byte _xieYiFirstFlage, byte _xieYiSecondFlage, byte[] _messageContent)
 76         {
 77             xieYiFirstFlag = _xieYiFirstFlage;
 78             xieYiFirstFlag = _xieYiSecondFlage;
 79             messageContentLength = _messageContent.Length;
 80             messageContent = _messageContent;
 81         }
 82         #endregion
 83
 84         #region MessageXieYi 转换为 byte[]
 85         /// <summary>
 86         /// MessageXieYi 转换为 byte[]
 87         /// </summary>
 88         /// <returns></returns>
 89         public byte[] ToBytes()
 90         {
 91             byte[] _bytes; //自定义字节数组,用以装载消息协议
 92
 93             using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream()) //创建内存流
 94             {
 95                 BinaryWriter binaryWriter = new BinaryWriter(memoryStream); //以二进制写入器往这个流里写内容
 96
 97                 binaryWriter.Write(xieYiFirstFlag); //写入协议一级标志,占1个字节
 98                 binaryWriter.Write(xieYiSecondFlag); //写入协议二级标志,占1个字节
 99                 binaryWriter.Write(messageContentLength); //写入实际消息长度,占4个字节
100
101                 if (messageContentLength > 0)
102                 {
103                     binaryWriter.Write(messageContent); //写入实际消息内容
104                 }
105
106                 _bytes = memoryStream.ToArray(); //将流内容写入自定义字节数组
107
108                 binaryWriter.Close(); //关闭写入器释放资源
109             }
110
111             return _bytes; //返回填充好消息协议对象的自定义字节数组
112         }
113         #endregion
114
115         #region byte[] 转换为 MessageXieYi
116         /// <summary>
117         /// byte[] 转换为 MessageXieYi
118         /// </summary>
119         /// <param name="buffer">字节数组缓冲器。</param>
120         /// <returns></returns>
121         public static MessageXieYi FromBytes(byte[] buffer)
122         {
123             int bufferLength = buffer.Length;
124
125             MessageXieYi messageXieYi = new MessageXieYi();
126
127             using (MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(buffer)) //将字节数组填充至内存流
128             {
129                 BinaryReader binaryReader = new BinaryReader(memoryStream); //以二进制读取器读取该流内容
130
131                 messageXieYi.xieYiFirstFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议一级标志,读1个字节
132                 messageXieYi.xieYiSecondFlag = binaryReader.ReadByte(); //读取协议二级标志,读1个字节
133                 messageXieYi.messageContentLength = binaryReader.ReadInt32(); //读取实际消息长度,读4个字节
134
135                 //如果【进来的Bytes长度】大于【一个完整的MessageXieYi长度】
136                 if (bufferLength > (1 + 1 + messageXieYi.messageContentLength))
137                 {
138                     messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容,从第7个字节开始读
139                     messageXieYi.duoYvBytes = binaryReader.ReadBytes(bufferLength - (1 + 1 + messageXieYi.messageContentLength));
140                 }
141
142                 //如果【进来的Bytes长度】等于【一个完整的MessageXieYi长度】
143                 if (bufferLength == (1 + 1 + messageXieYi.messageContentLength))
144                 {
145                     messageXieYi.messageContent = binaryReader.ReadBytes(messageXieYi.messageContentLength); //读取实际消息内容,从第7个字节开始读
146                 }
147
148                 binaryReader.Close(); //关闭二进制读取器,是否资源
149             }
150
151             return messageXieYi; //返回消息协议对象
152         }
153         #endregion
154     }
 1     /// <summary>
 2     /// 按照先后顺序合并字节数组类
 3     /// </summary>
 4     public class CombineBytes
 5     {
 6         /// <summary>
 7         /// 按照先后顺序合并字节数组,并返回合并后的字节数组。
 8         /// </summary>
 9         /// <param name="firstBytes">第一个字节数组</param>
10         /// <param name="firstIndex">第一个字节数组的开始截取索引</param>
11         /// <param name="firstLength">第一个字节数组的截取长度</param>
12         /// <param name="secondBytes">第二个字节数组</param>
13         /// <param name="secondIndex">第二个字节数组的开始截取索引</param>
14         /// <param name="secondLength">第二个字节数组的截取长度</param>
15         /// <returns></returns>
16         public static byte[] ToArray(byte[] firstBytes, int firstIndex, int firstLength,  byte[] secondBytes, int secondIndex, int secondLength)
17         {
18             using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
19             {
20                 BinaryWriter bw = new BinaryWriter(ms);
21                 bw.Write(firstBytes, firstIndex, firstLength);
22                 bw.Write(secondBytes, secondIndex, secondLength);
23
24                 bw.Close();
25                 bw.Dispose();
26
27                 return ms.ToArray();
28             }
29         }
30     }
1 byte[] msgBytes = Encoding.Unicode.GetBytes("要发送的消息");
2 MessageXieYi msgXY = new MessageXieYi(0, 0, msgBytes);
3 networkStream.Write(msgXY.ToBytes(), 0, msgXY.ToBytes().Length);
 1         #region 线程执行体,接收消息
 2         /// <summary>
 3         /// 线程执行体,接收消息
 4         /// </summary>
 5         /// <param name="obj">传递给线程执行体的用户名,用以与用户通信</param>
 6         private void ThreadReceive(object obj)
 7         {
 8             //通过用户名找出已经保存在哈希表里的Socket
 9             Socket savedSocket = hashtable_UserNameToSocket[obj] as Socket;
10
11             MessageXieYi msgXY = new MessageXieYi();
12
13             byte[] buffer = new byte[64];//定义一个大小为64的缓冲区
14             //byte[] receivedBytes = new byte[] { };
15             byte[] newBuffer = new byte[] { };//大小可变的缓存器
16
17             int receivedLength;
18             int availableLength;//没什么实际意义,就是为了方便理解Socket传输机制
19
20             while (true)
21             {
22                 try
23                 {
24                     buffer = new byte[64];
25
26                     for (int i = 0; i < 10; i++)
27                     {
28                         availableLength = savedSocket.Available;
29
30                         Console.WriteLine("【循环判断有多少可读Bytes】savedSocket.Available[" + i + "]=" + availableLength);//没实际意义,就是来个直观感受Socket的原理
31                     }
32
33                     Console.WriteLine("【可变缓存器大小】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
34
35                     receivedLength = savedSocket.Receive(buffer);
36
37                     Console.WriteLine("【接收到数据】buffer.Length=" + receivedLength);
38
39                     newBuffer = CombineBytes.ToArray(newBuffer, 0, newBuffer.Length, buffer, 0, receivedLength);
40
41                     Console.WriteLine("【将接收到的数据追加在newBuffer后】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
42
43                     if (newBuffer.Length < 6)
44                     {
45                         Console.WriteLine("newBuffer.Length=" + newBuffer.Length + "< 6 \t -> \t continue");
46                         continue;
47                     }
48                     else //newBuffer.Length >= 6
49                     {
50                         //取msgXY包头部分
51                         msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
52                         int firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag;
53                         int secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag;
54                         int msgContentLength = msgXY.MessageContentLength;
55
56
57                         //判断去掉msgXY包头剩下的长度是否达到可以取包实质内容
58                         while ((newBuffer.Length - 6) >= msgContentLength)
59                         {
60                             Console.WriteLine("【newBuffer去掉包头的长度=" + (newBuffer.Length - 6) + "】>=【" + "包实质内容长度=" + msgContentLength + "】");
61                             msgXY = null;
62                             msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
63                             Console.WriteLine("\n【拆包】=" + Encoding.Unicode.GetString(msgXY.MessageContent) + "\n");
64
65                             newBuffer = msgXY.DuoYvBytes;
66                             Console.WriteLine("【剩余的newBuffer】newBuffer.Length=" + newBuffer.Length);
67
68                             if (newBuffer.Length >= 6)
69                             {
70                                 msgXY = MessageXieYi.FromBytes(newBuffer);
71                                 firstFlag = msgXY.XieYiFirstFlag;
72                                 secondFlag = msgXY.XieYiSecondFlag;
73                                 msgContentLength = msgXY.MessageContentLength;
74                                 continue;
75                             }
76                             else
77                             {
78                                 break;
79                             }
80                         }
81                     }
82
83                     availableLength = savedSocket.Available;
84                     Console.WriteLine("savedSocket.Available=" + availableLength + "\n\n\n\n");
85
86                     continue;
87                 }
88                 catch
89                 {
90                     //异常处理
91                 }
92             }
93         }
94         #endregion
时间: 2024-08-12 21:00:08

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接下来介绍netty如何切割分包 学习目的,了解处理业务,方便以后脱离依赖 读者如果不感兴趣或看不懂可以先忽略,难度比较大 LengthFieldBasedFrameDecoder.class public LengthFieldBasedFrameDecoder( ByteOrder byteOrder, //大小端模式 默认大端 ByteOrder BIG_ENDIAN int maxFrameLength, //包Frame netty叫帧概念 最大上限 int lengthFieldOf

Http 调用netty 服务,服务调用客户端,伪同步响应.ProtoBuf 解决粘包,半包问题.

实际情况是: 公司需要开发一个接口给新产品使用,需求如下 1.有一款硬件设备,客户用usb接上电脑就可以,但是此设备功能比较单一,所以开发一个服务器程序,辅助此设备业务功能 2.解决方案,使用Socket调用此设备 3.增强此设备功能,增加Socket客户端连接到Socket服务端 4.Http请求,同步响应 测试注意: 1.nettyServer 在ubuntu下编码,使用Epoll 2.Http请求的测试最好运行再Linux 下进行,因为Windows 可能会因为并发高的时候占满端口限制,H

Windows下利用原始套接字实现的一个抓包程序Demo

早就学过了套接字编程,但是原始套接字还没用过.最近听了网络安全老师的课,心血来潮,写了个抓包程序Demo,把代码分享给大家,感兴趣的可以看看.引用一句网络安全老师的话:"你们要本着技术的心态去实践,哎,一部分人,写着写着就成黑客了". #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> #include <WinSock2.h> #include <WS2tcpip.h> #include <s

Linux下利用phpize安装memcashe的php源码扩展包

phpize是php的一种构建工具,为PHP扩展准备构建环境,通过phpize可以编译php的扩展源码文件为php扩展模块. 一.安装 phpize工具可以通过安装php-dev包自动集成安装.安装完成后php的bin目录下会有phpize这个命令. 二.使用 举例:在原来编译好的php中加入memcache扩展模块,使用phpize构建的方式如下. tar zxvf memcache-2.2.5.tgz cd memcache-2.2.5/ /usr/local/php/bin/phpize

socket编程 粘包和半包 问题的及处理

一般在socket处理大数据量传输的时候会产生粘包和半包问题,有的时候tcp为了提高效率会缓冲N个包后再一起发出去,这个与缓存和网络有关系. 粘包 为x.5个包 半包 为0.5个包 由于网络原因 一次可能会来 0.5/1 /2/ 2.5/ ....个包 当接收到时 要先看看那这个包中有多少个完整的包.把完整的包都处理了 也就是说把x都处理了.剩下的0.5留在接收区中,等待下次接收. 这回接收到的就是0.5+1.5/0.5+1.3/0.5+0.5..... 把完整的包都处理了,有残缺的扔掉 0.8

Windows平台下利用APM来做负载均衡方案 - 负载均衡(下)

概述 我们在上一篇Windows平台分布式架构实践 - 负载均衡中讨论了Windows平台下通过NLB(Network Load Balancer) 来实现网站的负载均衡,并且通过压力测试演示了它的效果,可以说还是非常的理想的.同时我们也收集到了不少的问题,比如说如何在这种分布式的架构下使用Session,NLB中有一台服务器挂掉了会导致对外暴露的地址无法访问,如果实现服务器之间的同步,如果更好的进行热修复等等,还有我们在上一篇中也提到了NLB所提供的功能是非常简单的,为了回答我们前面提到的问题

[Gradle] 在 Eclipse 下利用 gradle 构建系统

转载自:http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-gradle/ 构建系统时候常常要用到 Ant, Maven 等工具,对于初学者来说,它们还是过于复杂,上手还是需要时间的.本文将向读者介绍一种全新的构建项目的方式 gradle,它简单.上手快,能大大节省项目的时间和成本. 在 eclipse 下利用 gradle 构建系统 基本开发环境 操作系统:本教程使用的为 Windows Vista Enterprise, 如果您的系统是

解决Socket沾包问题——C#代码

解决Socket沾包问题——C#代码 前天晚上,曾经的一个同事问我socket发送消息如果太频繁接收方就会有消息重叠,因为当时在外面,没有多加思考 第一反应还以为是多线程导致的数据不同步导致的,让他加个线程锁搞定.后来回到家慢慢思考感觉这个和加锁没啥关系,如果是多线程导致的,消息只会被覆盖呀.后来就上网搜索socket 消息重叠,后来了解到这属于socket沾包. 简单以自己的理解介绍下Socket沾包. Socket沾包简单说就是:Socket发送方 发送消息很频繁导致接收方接收到的消息是之前