如果使用 TCP 进行套接字通信，如果发送的数据包粘连到一起导致接收端无法解析，我们通常使用添加包头的方式轻松地解决掉这个问题。关于数据包的包头大小可以根据自己的实际需求进行设定，这里没有啥特殊需求，因此规定包头的固定大小为4个字节，用于存储当前数据块的总字节数。
对于发送端来说，数据的发送分为 4 步：
1、根据待发送的数据长度 N 动态申请一块固定大小的内存：N+4（4 是包头占用的字节数）
2、将待发送数据的总长度写入申请的内存的前四个字节中，此处需要将其转换为网络字节序（大端）
3、将待发送的数据拷贝到包头后边的地址空间中，将完整的数据包发送出去（字符串没有字节序问题）
4、释放申请的堆内存。
由于发送端每次都需要将这个数据包完整的发送出去，因此可以设计一个发送函数，如果当前数据包中的数据没有发送完就让它一直发送，处理代码如下：
/*
函数描述: 发送指定的字节数
函数参数:
- fd: 通信的文件描述符(套接字)
- msg: 待发送的原始数据
- size: 待发送的原始数据的总字节数
函数返回值: 函数调用成功返回发送的字节数, 发送失败返回-1
*/
int writen(int fd, const char* msg, int size)
{
const char* buf = msg;
int count = size;
while (count > 0)
{
int len = send(fd, buf, count, 0);
if (len == -1)
{
close(fd);
return -1;
}
else if (len == 0)
{
continue;
}
buf += len;
count -= len;
}
return size;
}
有了这个功能函数之后就可以发送带有包头的数据块了，具体处理动作如下：
/*
函数描述: 发送带有数据头的数据包
函数参数:
- cfd: 通信的文件描述符(套接字)
- msg: 待发送的原始数据
- len: 待发送的原始数据的总字节数
函数返回值: 函数调用成功返回发送的字节数, 发送失败返回-1
*/
int sendMsg(int cfd, char* msg, int len)
{
if(msg == NULL || len <= 0 || cfd <=0)
{
return -1;
}
// 申请内存空间: 数据长度 + 包头4字节(存储数据长度)
char* data = (char*)malloc(len+4);
int bigLen = htonl(len);
memcpy(data, &bigLen, 4); //将数据长度放入data段的前4个字节，这代表后面将要跟随的数据长度
memcpy(data+4, msg, len); //将数据放入4字节长度的后面
// 发送数据
int ret = writen(cfd, data, len+4); //将数据发送出去
// 释放内存
free(data);
return ret;
}
了解了套接字的发送端如何发送数据，接收端的处理步骤也就清晰了，具体过程如下：
1、首先接收 4 字节数据，并将其从网络字节序转换为主机字节序，这样就得到了即将要接收的数据的总长度
2、根据得到的长度申请固定大小的堆内存，用于存储待接收的数据
3、根据得到的数据块长度接收固定数目的数据保存到申请的堆内存中
4、处理接收的数据
5、释放存储数据的堆内存
从数据包头解析出要接收的数据长度之后，还需要将这个数据块完整的接收到本地才能进行后续的数据处理，因此需要编写一个接收数据的功能函数，保证能够得到一个完整的数据包数据，处理函数实现如下：
/*
函数描述: 接收指定的字节数
函数参数:
- fd: 通信的文件描述符(套接字)
- buf: 存储待接收数据的内存的起始地址
- size: 指定要接收的字节数
函数返回值: 函数调用成功返回发送的字节数, 发送失败返回-1
*/
int readn(int fd, char* buf, int size)
{
char* pt = buf;
int count = size;
while (count > 0)
{
int len = recv(fd, pt, count, 0);
if (len == -1)
{
return -1;
}
else if (len == 0)
{
return size - count;
}
pt += len;
count -= len;
}
return size;
}
这个函数搞定之后，就可以轻松地接收带包头的数据块了，接收函数实现如下：
/*
函数描述: 接收带数据头的数据包
函数参数:
- cfd: 通信的文件描述符(套接字)
- msg: 一级指针的地址，函数内部会给这个指针分配内存，用于存储待接收的数据，这块内存需要使用者释放
函数返回值: 函数调用成功返回接收的字节数, 发送失败返回-1
*/
int recvMsg(int cfd, char** msg)
{
// 接收数据
// 1. 读数据头
int len = 0;
readn(cfd, (char*)&len, 4); //先读出代表数据长度的前4个字节
len = ntohl(len);
printf("数据块大小: %d\n", len);
// 根据读出的长度分配内存，+1 -> 这个字节存储\0
char *buf = (char*)malloc(len+1);
int ret = readn(cfd, buf, len); //再读出真正长度的数据
if(ret != len)
{
close(cfd);
free(buf);
return -1;
}
buf[len] = '\0';
*msg = buf;
return ret;
}
这样，在进行套接字通信的时候通过调用封装的 sendMsg() 和 recvMsg() 就可以发送和接收带数据头的数据包了，而且完美地解决了粘包的问题。