TCP协议传输中的粘包和拆包

一 TCP协议的粘包和拆包说明

        经常用tcp协议开发上位机或下位机的同事都会或多或少遇到粘包和拆包的问题，这是在网络通信中最常见的两个问题，这也与数据的发送和接收方式有关。

1 TCP粘包

         指的是发送方发送的多个小数据包被接收方一次性接收的情况。这可能是因为发送方发送数据的速度过快，接收方无法及时处理，从而多个数据包被合并成一个大的数据包一起接收。

2 TCP拆包

        指发送方发送的一个大数据包被接收方拆分成多个小的数据包接收的情况。这可能是由于网络中的路由器、交换机等设备的限制，导致大的数据包在传输过程中被分割成多个小的数据包。接收方需要能够正确地组装这些小数据包以还原原始的大数据包。

二 粘包与拆包造成的原因

        粘包与拆包造成的原因是因为TCP是面向流的协议，数据是一连串的字节流，而不是消息边界明确的数据包。

三 解决粘包

1 定长消息：

    在每个消息之前添加消息长度的信息，接收方根据长度信息判断消息的边界。

     java代码示例：

// 发送端
int messageLength = 8; // 消息长度
String message = "68123456";
String formattedMessage = String.format("%-" + messageLength + "s", message);
outputStream.write(formattedMessage.getBytes());

// 接收端
byte[] buffer = new byte[messageLength];
int bytesRead = inputStream.read(buffer);
String receivedMessage = new String(buffer, 0, bytesRead);

2 分隔符：  

    使用特定的分隔符（如换行符或其他特殊字符）来标志消息的结束。

    java代码示例：

// 发送端
String message = "68123456\n";
outputStream.write(message.getBytes());

// 接收端
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String receivedMessage = reader.readLine();

3 消息头部包含长度信息： 

    在消息头部添加长度字段，表示后续消息的长度。

// 发送端
String message = "68123456";
int messageLength = message.length();
outputStream.writeInt(messageLength);
outputStream.write(message.getBytes());

// 接收端
int receivedLength = inputStream.readInt();
byte[] buffer = new byte[receivedLength];
int bytesRead = inputStream.read(buffer);
String receivedMessage = new String(buffer, 0, bytesRead);

4 正则匹配： 

    使用正则表达式处理（不推荐），接入设备不同品牌可能存在上传的数据不是很标准的情况下可以使用完善处理，兼容报文数据格式。

      // 模拟接收到的数据
        String receivedData = "68123456PP68123456PP68123456";

        // 定义正则表达式，假设消息之间使用 "PP" 作为分隔符
        String regex = "PP";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(receivedData);

        // 使用正则表达式切分消息
        while (matcher.find()) {
            String message = receivedData.substring(matcher.start(), matcher.end());
            System.out.println("Received message: " + message);
        }