基于Nodejs的net.socket粘包和半包问题

基于Nodejs的net.socket粘包和半包问题

一直用net.socket在局域网内做东西，一直没有出现粘包或者是半包的问题，偶然在群里看见几个前辈在讨论放到外网后会出现粘包的现象，应为是在局域网或者是数据不是很大信息量不是很多，所以很难被发现。这么说需要自己处理粘包写粘包处理，自己封了一层消息头里面包含了这个包的长度，但是写到后来忽然想到一种情况，就是包MSG1由于过大被分成了MSG-1和MSG-2 二个包发送，服务器接收到MSG-1后接收了另外的一个MSG2后再接收到了MSG-2呢不知道会不会出现…

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基于Node.js的net.socket粘包和半包问题

在使用Node.js的net.socket进行网络通信时，经常会遇到粘包（Packets stuck together）和半包（Partial packets）问题。这些问题是由于TCP协议本身的特性导致的，TCP协议是流式协议，并不保证数据包的边界。因此，在局域网环境下，由于网络状况较好，这些问题可能不太容易显现出来。但在外网环境中，由于网络不稳定或数据量较大，这些问题就会变得明显。

什么是粘包和半包？

  • 粘包：指一个完整的数据包被拆分成多个小包发送，或者多个数据包被合并成一个大包发送。
  • 半包：指一个数据包没有完整地接收，只接收了一部分。

解决方案

为了处理粘包和半包问题，通常需要在应用层定义一个协议来标识每个数据包的边界。常见的做法是在每个数据包前加上一个固定长度的消息头，消息头中包含当前数据包的长度信息。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示如何处理粘包和半包问题：

const net = require('net');

// 创建服务器
const server = net.createServer((socket) => {
    console.log('Client connected');

    socket.on('data', (data) => {
        let offset = 0;
        while (offset < data.length) {
            // 假设消息头为4字节，表示包的总长度
            if (socket.headerLength === undefined) {
                if (data.length - offset < 4) {
                    // 消息头未收齐，继续等待
                    return;
                }
                socket.headerLength = data.readUInt32BE(offset);
                offset += 4;
            }

            // 检查是否已经读取完当前包的数据
            if (data.length - offset >= socket.headerLength) {
                const packet = data.slice(offset, offset + socket.headerLength);
                offset += socket.headerLength;
                socket.headerLength = undefined;

                // 处理数据包
                console.log(`Received packet: ${packet.toString()}`);
            } else {
                // 当前包的数据未收齐，继续等待
                break;
            }
        }
    });

    socket.on('end', () => {
        console.log('Client disconnected');
    });
});

server.listen(8080, () => {
    console.log('Server listening on port 8080');
});

解释

  1. 消息头：在每个数据包前添加一个4字节的消息头，表示该数据包的长度。
  2. 数据读取：当接收到数据时，首先检查是否已经读取完消息头。如果消息头未读取完，则继续等待更多数据。
  3. 处理数据包：一旦消息头读取完成，根据消息头中的长度信息读取完整数据包，并进行处理。
  4. 循环处理：通过循环处理，确保可以处理多个数据包。

通过这种方式，我们可以有效地解决粘包和半包问题，确保每个数据包都能被完整地接收和处理。


-.-额怎么有人说会有人说不会呢。郁闷了

在基于Node.js的net.Socket中，粘包（Packets stuck together）和半包（Incomplete packets）问题通常发生在网络通信中，特别是在TCP协议下，因为TCP是一种流式协议，并不保证数据包的边界。为了处理这个问题，可以采用固定长度的消息头或者使用特定的分隔符来标记消息的边界。

解决方案

  1. 固定长度的消息头：在每个消息前添加一个固定长度的消息头，该消息头包含整个消息的长度信息。这样，接收端可以通过读取消息头来确定完整消息的长度，从而准确地读取完整的消息。

  2. 分隔符：定义一个特殊的分隔符来标记消息的结尾。这种方式适用于消息内容中不会包含这个分隔符的情况。接收端通过查找分隔符来区分不同的消息。

示例代码

这里以固定长度的消息头为例，提供一个简单的客户端和服务器端的示例：

服务器端代码 (server.js)

const net = require('net');

const server = net.createServer(socket => {
    socket.on('data', (data) => {
        const messageLength = parseInt(data.slice(0, 4).toString());
        const messageBody = data.slice(4, messageLength + 4).toString();
        console.log(`Received: ${messageBody}`);
    });
});

server.listen(8080, () => {
    console.log('Server listening on port 8080');
});

客户端代码 (client.js)

const net = require('net');

const client = new net.Socket();
client.connect(8080, 'localhost', () => {
    const message = 'Hello, world!';
    const header = Buffer.from(`${message.length}`.padStart(4, '0'));
    const body = Buffer.from(message);
    const packet = Buffer.concat([header, body]);
    client.write(packet);
});

client.on('close', () => {
    console.log('Connection closed');
});

解释

  • 在服务器端，我们首先读取前4个字节作为消息长度，然后根据这个长度读取剩余部分的数据。
  • 在客户端，我们将消息的长度转换为字符串，并在前面填充0，使其达到4字节长度，作为消息头。然后将消息体与消息头连接起来发送。

这种方法确保了即使数据包被分割或合并，也能正确地处理和解析每个完整的消息。

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