为什么会有粘包问题？

粘包问题发生在 TCP/IP 协议中，因为 TCP 是面向连接的传输协议，它是以“流”的形式传输数据的，而“流”数据是没有明确的开始和结尾边界的，所以就会出现粘包问题。

粘包问题是指当发送两条消息时，比如发送了 ABC 和 DEF，但另一端接收到的却是 ABCD和EF，像这种一次性读取了两条数据的情况就叫做粘包（正常情况应该是一条一条读取的）。

半包问题是指，当发送的消息是 ABC 时，另一端却接收到的是 AB 和 C 两条信息，像这种情况就叫做半包。

解决方案

粘包问题的常见解决方案有以下 3 种：

• 固定数据大小发送方和接收方固定发送数据的大小，当字符长度不够时用空字符弥补，有了固定大小之后就知道每条消息的具体边界了，这样就没有粘包的问题了；

• 自定义请求协议在 TCP 协议的基础上封装一层自定义数据协议，在自定义数据协议中，包含数据头（存储数据的大小）和 数据的具体内容，这样服务端得到数据之后，通过解析数据头就可以知道数据的具体长度了，也就没有粘包的问题了（推荐方案）；

• 特殊字符结尾以特殊的字符结尾，比如以“\n”结尾，这样我们就知道数据的具体边界了，从而避免了粘包问题。

代码实现(自定义协议)

/**
 * 消息封装类
 */
class SocketPacket {
    // 消息头存储的长度(占 8 字节)
    static final int HEAD_SIZE = 8;

    /**
     * 将协议封装为:协议头 + 协议体
     * @param context 消息体(String 类型)
     * @return byte[]
     */
    public byte[] toBytes(String context) {
        // 协议体 byte 数组
        byte[] bodyByte = context.getBytes();
        int bodyByteLength = bodyByte.length;
        // 最终封装对象
        byte[] result = new byte[HEAD_SIZE + bodyByteLength];
        // 借助 NumberFormat 将 int 转换为 byte[]
        NumberFormat numberFormat = NumberFormat.getNumberInstance();
        numberFormat.setMinimumIntegerDigits(HEAD_SIZE);
        numberFormat.setGroupingUsed(false);
        // 协议头 byte 数组
        byte[] headByte = numberFormat.format(bodyByteLength).getBytes();
        // 封装协议头
        System.arraycopy(headByte, 0, result, 0, HEAD_SIZE);
        // 封装协议体
        System.arraycopy(bodyByte, 0, result, HEAD_SIZE, bodyByteLength);
        return result;
    }

    /**
     * 获取消息头的内容(也就是消息体的长度)
     * @param inputStream
     * @return
     */
    public int getHeader(InputStream inputStream) throws IOException {
        int result = 0;
        byte[] bytes = new byte[HEAD_SIZE];
        inputStream.read(bytes, 0, HEAD_SIZE);
        // 得到消息体的字节长度
        result = Integer.valueOf(new String(bytes));
        return result;
    }
}


/**
 * 客户端
 */
class MySocketClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 启动 Socket 并尝试连接服务器
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9093);
        // 发送消息合集（随机发送一条消息）
        final String[] message = {"Hi,Java.", "Hi,SQL~", "关注公众号|Java中文社群."};
        // 创建协议封装对象
        SocketPacket socketPacket = new SocketPacket();
        try (OutputStream outputStream = socket.getOutputStream()) {
            // 给服务器端发送 10 次消息
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                // 随机发送一条消息
                String msg = message[new Random().nextInt(message.length)];
                // 将内容封装为:协议头+协议体
                byte[] bytes = socketPacket.toBytes(msg);
                // 发送消息
                outputStream.write(bytes, 0, bytes.length);
                outputStream.flush();
            }
        }
    }
}

/**
 * 服务器端
 */
class MySocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建 Socket 服务器端
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9093);
        // 获取客户端连接
        Socket clientSocket = serverSocket.accept();
        // 使用线程池处理更多的客户端
        ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(100, 150, 100, 
            TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(1000));
        threadPool.submit(() -> {
            // 客户端消息处理
            processMessage(clientSocket);
        });
    }
    /**
     * 客户端消息处理
     * @param clientSocket
     */
    private static void processMessage(Socket clientSocket) {
        // Socket 封装对象
        SocketPacket socketPacket = new SocketPacket();
        // 获取客户端发送的消息对象
        try (InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream()) {
            while (true) {
                // 获取消息头(也就是消息体的长度)
                int bodyLength = socketPacket.getHeader(inputStream);
                // 消息体 byte 数组
                byte[] bodyByte = new byte[bodyLength];
                // 每次实际读取字节数
                int readCount = 0;
                // 消息体赋值下标
                int bodyIndex = 0;
                // 循环接收消息头中定义的长度
                while (bodyIndex <= (bodyLength - 1) &&
                        (readCount = inputStream.read(bodyByte, bodyIndex, bodyLength)) != -1) {
                    bodyIndex += readCount;
                }
                bodyIndex = 0;
                // 成功接收到客户端的消息并打印
                System.out.println("接收到客户端的信息:" + new String(bodyByte));
            }
        } catch (IOException ioException) {
            System.out.println(ioException.getMessage());
        }
    }
}

最后更新于  2023-08-31 12:49:10  并被添加「」标签，已有 541 位童鞋阅读过。

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