ace 半包和粘包问题的解决
来源:互联网 发布:nokia windows phone 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 10:56
数据接收中粘包及半包的处理
在使用TCP协议的网络应用中,不可避免需要处理的一个问题就是半包和粘包的情况。
一种做法是在接收端设一个比较大的缓冲区,先将收到的数据包都放到缓冲区中,然后从该缓冲区中选取完整的数据包出来。该缓冲区的实现可以使用环形缓冲区进行优化,避免频繁的数据移动。使用该方法的一个描述见 http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1203 (重要)
另外一种做法就是在接收的时候就只接收完整包。这要求数据包有固定的包头结构体,其中还要包含数据包的长度信息。在服务端接收的时候,先接收该包头数据,然后再接收指定长度的数据体。
在ACE中,用于保存消息的ACE_Message_Block有一个重要的特性:复合。即将多条消息连接在一起,形成一个单链表。这样便可以将先收到的包头和后收到的包体连成一个复合体,而不用建一个大的数据包,将两个Message_Block拷贝进去。
下面的示例采用ACE的Proactor框架完成,实现了服务器端半包及粘包的处理,以及ACE_Message_Block的复合,网络IO与逻辑处理的分离。
在Proactor框架中,接收新连接后,会初始化一个读请求,此时只要求读包头长度的数据:
void init_read_stream(){ ACE_NEW_NORETURN (recv_data_, ACE_Message_Block (sizeof(PacketHeader), MB_NORMAL_PACKET)); ACE_HANDLE handle = this->handle (); this->recv_data_->copy ((const char *)&handle, sizeof(ACE_HANDLE)); this->reader_.read (*recv_data_, recv_data_->space ());}
这里由于使用了网络IO与逻辑处理分线程处理的方式,递交给逻辑线程的数据包前面还加上了标识网络连接的handle,用以告诉逻辑线程该数据包是哪个客户端连接发上来的。
递交给逻辑线程的数据包头结构为:
struct PacketHeader{ ACE_HANDLE handler; int data_length;};
其中data_length就是从接收到的数据包中获取到的。
对于粘包的情况比较容易处理,先收了包头后再接收指定长度的数据包,多余的数据由下次再读取。
半包情况稍微复杂一点,每个数据包是分两次接收的,两次接收的时候都有可能接收不完全。
当接收包头不完全时所做的处理是继续提交读请求,读的数据长度为剩余的包头长度
if (this->recv_data_->length() < sizeof(PacketHeader)){ // 数据包长度信息还未接收完 this->reader_.read (*recv_data_, recv_data_->space ()); return;}
当包头接收完后,新建一个Message_Block,长度为需要接收的数据体长度,并将该Message_Block链接到包头后
PacketHeader * hdr = reinterpret_cast<PacketHeader *> (this->recv_data_->rd_ptr());ACE_Message_Block * data_mb = this->recv_data_->cont();if (!data_mb){ // 刚刚接收完长度信息 ACE_NEW (data_mb, ACE_Message_Block(hdr->data_length)); this->recv_data_->cont (data_mb);}
如果该数据包的包体接收完全,则将该完整的数据包发送到逻辑线程的消息队列,然后初始化一个新的接收请求
if (data_mb->length () == hdr->data_length){ // 数据已接收完 // 再继续接收下一个数据包 logic_thread->putq (recv_data_); this->init_read_stream(); return;}
否则表示数据体还未接收完全,处理方法也是继续提交剩余数据的读请求
this->reader_.read (*data_mb, data_mb->space ());
直接该数据包读取完全。
数据包接收处理函数的完整实现为:
virtual void handle_read_stream (const ACE_Asynch_Read_Stream::Result &result){ACE_Message_Block &mb = result.message_block ();if (!result.success () || result.bytes_transferred () == 0){ mb.release (); delete this;}else{ if (this->recv_data_->length() < sizeof(PacketHeader)) { // 数据包长度信息还未接收完 this->reader_.read (*recv_data_, recv_data_->space ()); return; } PacketHeader * hdr = reinterpret_cast<PacketHeader *> (this->recv_data_->rd_ptr()); ACE_Message_Block * data_mb = this->recv_data_->cont(); if (!data_mb) { // 刚刚接收完长度信息 ACE_NEW (data_mb, ACE_Message_Block(hdr->data_length)); this->recv_data_->cont (data_mb); } if (data_mb->length () == hdr->data_length) { // 数据已接收完 // 再继续接收下一个数据包 logic_thread->putq (recv_data_); this->init_read_stream(); return; } // 否则继续接收该数据包 this->reader_.read (*data_mb, data_mb->space ());}}
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