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awk 正则表达式、正则运算符详细介绍

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前言:使用awk作为文本处理工具,正则表达式是少不了的。 要掌握这个工具的正则表达式使用。其实,我们不必单独去学习它的正则表达式。正则表达式就像一门程序语言,有自己语法规则已经表示意思。 对于不同工具,其实大部分表示意思相同的。在linux众多文本处理工具(awk,sed,grep,perl)里面用到正则表达式。其实就只有3种类型。详细可以参考:linux shell 正则表达式(BREs,EREs,PREs)差异比较 。只要是某些工具是属于某种类型的正则表达式。那么它的语法规则基本一样。 通过那篇文章,我们知道awk的正则表达式,是属于:扩展的正则表达式(Extended Regular Expression 又叫 Extended RegEx 简称 EREs)。

 

一、awk Extended Regular Expression (ERES)基础表达式符号介绍

字符 功能
+ 指定如果一个或多个字符或扩展正则表达式的具体值(在 +(加号)前)在这个字符串中,则字符串匹配。命令行:

awk '/smith+ern/' testfile

将包含字符 smit,后跟一个或多个 h 字符,并以字符 ern 结束的字符串的任何记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smithern, harry smithhern, anne

? 指定如果零个或一个字符或扩展正则表达式的具体值(在 ?(问号)之前)在字符串中,则字符串匹配。命令行:

awk '/smith?/' testfile

将包含字符 smit,后跟零个或一个 h 字符的实例的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smith, alan smithern, harry smithhern, anne smitters, alexis

| 指定如果以 |(垂直线)隔开的字符串的任何一个在字符串中,则字符串匹配。命令行:

awk '/allen | alan /' testfile

将包含字符串 allen 或 alan 的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smiley, allen smith, alan

( ) 在正则表达式中将字符串组合在一起。命令行:

awk '/a(ll)?(nn)?e/' testfile

将具有字符串 ae 或 alle 或 anne 或 allnne 的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smiley, allen smithhern, anne

{m} 指定如果正好有 m 个模式的具体值位于字符串中,则字符串匹配。命令行:

awk '/l{2}/' testfile

打印至标准输出

smiley, allen

{m,} 指定如果至少 m 个模式的具体值在字符串中,则字符串匹配。命令行:

awk '/t{2,}/' testfile

打印至标准输出:

smitters, alexis

{m, n} 指定如果 mn 之间(包含的 m 和 n)个模式的具体值在字符串中(其中m <=n),则字符串匹配。命令行:

awk '/er{1, 2}/' testfile

打印至标准输出:

smithern, harry smithern, anne smitters, alexis

[String] 指定正则表达式与方括号内 String 变量指定的任何字符匹配。命令行:

awk '/sm[a-h]/' testfile

将具有 sm 后跟以字母顺序从 a 到 h 排列的任何字符的所有记录打印至标准输出。此示例的输出是:

smawley, andy

[^ String] 在 [ ](方括号)和在指定字符串开头的 ^ (插入记号) 指明正则表达式与方括号内的任何字符匹配。这样,命令行:

awk '/sm[^a-h]/' testfile

打印至标准输出:

smiley, allen smith, alan smithern, harry smithhern, anne smitters, alexis

~,!~ 表示指定变量与正则表达式匹配(代字号)或不匹配(代字号、感叹号)的条件语句。命令行:

awk '$1 ~ /n/' testfile

将第一个字段包含字符 n 的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smithern, harry smithhern, anne

^ 指定字段或记录的开头。命令行:

awk '$2 ~ /^h/' testfile

将把字符 h 作为第二个字段的第一个字符的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smithern, harry

$ 指定字段或记录的末尾。命令行:

awk '$2 ~ /y$/' testfile

将把字符 y 作为第二个字段的最后一个字符的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smawley, andy smithern, harry

. (句号) 表示除了在空白末尾的终端换行字符以外的任何一个字符。命令行:

awk '/a..e/' testfile

将具有以两个字符隔开的字符 a 和 e 的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smawley, andy smiley, allen smithhern, anne

*(星号) 表示零个或更多的任意字符。命令行:

awk '/a.*e/' testfile

将具有以零个或更多字符隔开的字符 a 和 e 的所有记录打印至标准输出。此示例中的输出是:

smawley, andy smiley, allen smithhern, anne smitters, alexis

\ (反斜杠) 转义字符。当位于在扩展正则表达式中具有特殊含义的任何字符之前时,转义字符除去该字符的任何特殊含义。例如,命令行:

/a\/\//

将与模式 a // 匹配,因为反斜杠否定斜杠作为正则表达式定界符的通常含义。要将反斜杠本身指定为字符,则使用双反斜杠。有关反斜杠及其使用的更多信息,请参阅以下关于转义序列的内容。

 

与PERs相比,主要是一些结合类型表示符没有了:包括:”\d,\D,\s,\S,\t,\v,\n,\f,\r”其它功能基本一样的。 我们常见的软件:javascript,.net,java支持的正则表达式,基本上是:EPRs类型。

 

二、awk 常见调用正则表达式方法

  • awk语句中:

awk ‘/REG/{action}’

/REG/为正则表达式,可以将$0中,满足条件记录 送入到:action进行处理.

  • awk正则运算语句(~,~!等同!~)

[chengmo@centos5 ~]$ awk 'BEGIN{info="this is a test";if( info ~ /test/){print "ok"}}'
ok

  • awk内置使用正则表达式函数

gsub( Ere, Repl, [ In ] )

sub( Ere, Repl, [ In ] )

match( String, Ere )

split( String, A, [Ere] )

详细函数使用,可以参照:linux awk 内置函数详细介绍(实例)

 




awk 运算符(算术运算符,赋值运算符,关系运算符,逻辑运算符,正则运算符)说明

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awk作为文本处理优秀工具之一,它有独自丰富的运算符。下面我们一起归纳总结一下,所有运算符。 可以分为:算术运算符,赋值运算符,关系运算符,逻辑预算法,正则运算符。

 

一、运算符介绍

运算符 描述
赋值运算符
= += -= *= /= %= ^= **= 赋值语句
逻辑运算符
|| 逻辑或
&& 逻辑与
正则运算符
~ ~! 匹配正则表达式和不匹配正则表达式
关系运算符
< <= > >= != == 关系运算符
算术运算符
+ - 加,减
* / & 乘,除与求余
+ - ! 一元加,减和逻辑非
^ *** 求幂
++ -- 增加或减少,作为前缀或后缀
其它运算符
$ 字段引用
空格 字符串连接符
?: C条件表达式
in 数组中是否存在某键值

 

说明:awk运算符基本与c语言相同。表达式及功能基本相同

二、实例介绍

  • awk赋值运算符

a+=5; 等价于:a=a+5; 其它同类

  • awk逻辑运算符

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a=1;b=2;print (a>5 && b<=2),(a>5 || b<=2);}'
0 1

  • awk正则运算符

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="100testa";if(a ~ /^100*/){print "ok";}}'
ok

  • awk关系运算符

如:> < 可以作为字符串比较,也可以用作数值比较,关键看操作数如果是字符串 就会转换为字符串比较。两个都为数字 才转为数值比较。字符串比较:按照ascii码顺序比较。

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="11";if(a >= 9){print "ok";}}'

 

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a=11;if(a >= 9){print "ok";}}' 
ok

  • awk算术运算符

说明,所有用作算术运算符 进行操作,操作数自动转为数值,所有非数值都变为0。

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="b";print a++,++a;}'
0 2

  • 其它运算符

?:运算符

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="b";print a=="b"?"ok":"err";}'
ok

 

in运算符

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr[1]="c";print (a in arr);}'
0

 

[chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr["b"]="c";print (a in arr);}'
1

in运算符,判断数组中是否存在该键值。

 




经典:linux shell 正则表达式(BREs,EREs,PREs)差异比较

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正则表达式:在计算机科学中,是指一个用来描述或者匹配一系列符合某个句法规则的字符串的单个字符串。在很多文本编辑器或其他工具里,正则表达式通常被用来检索和/或替换那些符合某个模式的文本内容。许多程序设计语言都支持利用正则表达式进行字符串操作。例如,在Perl中就内建了一个功能强大的正则表达式引擎。正则表达式这个概念最初是由Unix中的工具软件(例如sed和grep)普及开的。正则表达式通常缩写成“regex”,单数有regexp、regex,复数有regexps、regexes、regexen。这些是正则表达式的定义。 由于起源于unix系统,因此很多语法规则一样的。但是随着逐渐发展,后来扩展出以下几个类型。了解这些对于学习正则表达式。

 

一、正则表达式分类:

1、基本的正则表达式(Basic Regular Expression 又叫 Basic RegEx  简称 BREs)

2、扩展的正则表达式(Extended Regular Expression 又叫 Extended RegEx 简称 EREs)

3、Perl 的正则表达式(Perl Regular Expression 又叫 Perl RegEx 简称 PREs)

 

说明:只有掌握了正则表达式,才能全面地掌握 Linux 下的常用文本工具(例如:grep、egrep、GUN sed、 Awk 等) 的用法

  

二、Linux 中常用文本工具与正则表达式的关系 

常握 Linux 下几种常用文本工具的特点,对于我们更好的使用正则表达式是很有帮助的

  • grep , egrep 正则表达式特点:

1)grep 支持:BREs、EREs、PREs 正则表达式

grep 指令后不跟任何参数,则表示要使用 ”BREs“ 

grep 指令后跟 ”-E" 参数,则表示要使用 “EREs“

grep 指令后跟 “-P" 参数,则表示要使用 “PREs"

 

2)egrep 支持:EREs、PREs 正则表达式

egrep 指令后不跟任何参数,则表示要使用 “EREs”

egrep 指令后跟 “-P" 参数,则表示要使用 “PREs"

 

3)grep 与 egrep 正则匹配文件,处理文件方法

a. grep 与 egrep 的处理对象:文本文件

b. grep 与 egrep 的处理过程:查找文本文件中是否含要查找的 “关键字”(关键字可以是正则表达式) ,如果含有要查找的 ”关健字“,那么默认返回该文本文件中包含该”关健字“的该行的内容,并在标准输出中显示出来,除非使用了“>" 重定向符号,

c. grep 与 egrep 在处理文本文件时,是按行处理的

 

  • sed 正则表达式特点

1)sed 文本工具支持:BREs、EREs

sed 指令默认是使用"BREs"

sed 命令参数 “-r ” ,则表示要使用“EREs"

2)sed 功能与作用

a. sed 处理的对象:文本文件

b. sed 处理操作:对文本文件的内容进行 --- 查找、替换、删除、增加等操作

c. sed 在处理文本文件的时候,也是按行处理的

  • Awk(gawk)正则表达式特点

1)Awk 文本工具支持:EREs

awk 指令默认是使用 “EREs"

2)Awk 文本工具处理文本的特点

a. awk 处理的对象:文本文件

b. awk 处理操作:主要是对列进行操作

 

 

 

三、常见3中类型正则表达式比较

字符 说明 Basic RegEx Extended RegEx python RegEx Perl regEx
转义   \ \ \ \
^ 匹配行首,例如'^dog'匹配以字符串dog开头的行(注意:awk 指令中,'^'则是匹配字符串的开始) ^ ^ ^ ^
$ 匹配行尾,例如:'^、dog$'匹配以字符串 dog 为结尾的行(注意:awk 指令中,'$'则是匹配字符串的结尾) $ $ $ $

^$

匹配空行

^$ ^$ ^$ ^$
^string$ 匹配行,例如:'^dog$'匹配只含一个字符串 dog 的行 ^string$ ^string$ ^string$ ^string$
\< 匹配单词,例如:'\<frog' (等价于'\bfrog'),匹配以 frog 开头的单词 \< \< 不支持 不支持(但可以使用\b来匹配单词,例如:'\bfrog')

\>

匹配单词,例如:'frog\>'(等价于'frog\b '),匹配以 frog 结尾的单词 \> \> 不支持 不支持(但可以使用\b来匹配单词,例如:'frog\b')

\<x\>

匹配一个单词或者一个特定字符,例如:'\<frog\>'(等价于'\bfrog\b')、'\<G\>' \<x\> \<x\> 不支持 不支持(但可以使用\b来匹配单词,例如:'\bfrog\b'

()

匹配表达式,例如:不支持'(frog)' 不支持(但可以使用\(\),如:\(dog\) () () ()

\(\)

匹配表达式,例如:不支持'(frog)' \(\) 不支持(同()) 不支持(同()) 不支持(同())

匹配前面的子表达式 0 次或 1 次(等价于{0,1}),例如:where(is)?能匹配"where" 以及"whereis" 不支持(同\?)
\? 匹配前面的子表达式 0 次或 1 次(等价于'\{0,1\}'),例如:'where\(is\)\? '能匹配 "where"以及"whereis" \? 不支持(同?) 不支持(同?) 不支持(同?)
? 当该字符紧跟在任何一个其他限制符(*, +, ?, {n},{n,}, {n,m}) 后面时,匹配模式是非贪婪的。非贪婪模式尽可能少的匹配所搜索的字符串,而默认的贪婪模式则尽可能多的匹配所搜索的字符串。例如,对于字符串 "oooo",'o+?' 将匹配单个"o",而 'o+' 将匹配所有 'o' 不支持 不支持 不支持 不支持
. 匹配除换行符('\n')之外的任意单个字符(注意:awk 指令中的句点能匹配换行符) . .(如果要匹配包括“\n”在内的任何一个字符,请使用:'(^$)|(.) . .(如果要匹配包括“\n”在内的任何一个字符,请使用:' [.\n] '
* 匹配前面的子表达式 0 次或多次(等价于{0, }),例如:zo* 能匹配 "z"以及 "zoo" * * * *
\+ 匹配前面的子表达式 1 次或多次(等价于'\{1, \}'),例如:'where\(is\)\+ '能匹配 "whereis"以及"whereisis" \+ 不支持(同+) 不支持(同+) 不支持(同+)
+ 匹配前面的子表达式 1 次或多次(等价于{1, }),例如:zo+能匹配 "zo"以及 "zoo",但不能匹配 "z" 不支持(同\+) + + +

{n}

n 必须是一个 0 或者正整数,匹配子表达式 n 次,例如:zo{2}能匹配 不支持(同\{n\}) {n} {n} {n}
{n,} "zooz",但不能匹配 "Bob"n 必须是一个 0 或者正整数,匹配子表达式大于等于 n次,例如:go{2,} 不支持(同\{n,\}) {n,} {n,} {n,}
{n,m} 能匹配 "good",但不能匹配 godm 和 n 均为非负整数,其中 n <= m,最少匹配 n 次且最多匹配 m 次 ,例如:o{1,3}将配"fooooood" 中的前三个 o(请注意在逗号和两个数之间不能有空格) 不支持(同\{n,m\}) {n,m} {n,m} {n,m}

x|y

匹配 x 或 y,例如: 不支持'z|(food)' 能匹配 "z" 或"food";'(z|f)ood' 则匹配"zood" 或 "food" 不支持(同x\|y) x|y x|y x|y

[0-9]

匹配从 0 到 9 中的任意一个数字字符(注意:要写成递增) [0-9] [0-9] [0-9] [0-9]

[xyz]

字符集合,匹配所包含的任意一个字符,例如:'[abc]'可以匹配"lay" 中的 'a'(注意:如果元字符,例如:. *等,它们被放在[ ]中,那么它们将变成一个普通字符) [xyz] [xyz] [xyz] [xyz]

[^xyz]

负值字符集合,匹配未包含的任意一个字符(注意:不包括换行符),例如:'[^abc]' 可以匹配 "Lay" 中的'L'(注意:[^xyz]在awk 指令中则是匹配未包含的任意一个字符+换行符) [^xyz] [^xyz] [^xyz] [^xyz]
[A-Za-z] 匹配大写字母或者小写字母中的任意一个字符(注意:要写成递增) [A-Za-z] [A-Za-z] [A-Za-z] [A-Za-z]
[^A-Za-z] 匹配除了大写与小写字母之外的任意一个字符(注意:写成递增) [^A-Za-z] [^A-Za-z] [^A-Za-z] [^A-Za-z]

\d

匹配从 0 到 9 中的任意一个数字字符(等价于 [0-9]) 不支持 不支持 \d \d

\D

匹配非数字字符(等价于 [^0-9]) 不支持 不支持 \D \D
\S 匹配任何非空白字符(等价于[^\f\n\r\t\v]) 不支持 不支持 \S \S
\s 匹配任何空白字符,包括空格、制表符、换页符等等(等价于[ \f\n\r\t\v]) 不支持 不支持 \s \s
\W

匹配任何非单词字符 (等价于[^A-Za-z0-9_])

\W \W \W \W
\w 匹配包括下划线的任何单词字符(等价于[A-Za-z0-9_]) \w \w \w \w
\B 匹配非单词边界,例如:'er\B' 能匹配 "verb" 中的'er',但不能匹配"never" 中的'er' \B \B \B \B

\b

匹配一个单词边界,也就是指单词和空格间的位置,例如: 'er\b' 可以匹配"never" 中的 'er',但不能匹配 "verb" 中的'er' \b \b \b \b
\t 匹配一个横向制表符(等价于 \x09和 \cI) 不支持 不支持 \t \t
\v 匹配一个垂直制表符(等价于 \x0b和 \cK) 不支持 不支持 \v \v
\n 匹配一个换行符(等价于 \x0a 和\cJ) 不支持 不支持 \n \n
\f 匹配一个换页符(等价于\x0c 和\cL) 不支持 不支持 \f \f
\r 匹配一个回车符(等价于 \x0d 和\cM) 不支持 不支持 \r \r
\\ 匹配转义字符本身"\" \\ \\ \\ \\

\cx

匹配由 x 指明的控制字符,例如:\cM匹配一个Control-M 或回车符,x 的值必须为A-Z 或 a-z 之一,否则,将 c 视为一个原义的 'c' 字符 不支持 不支持   \cx

\xn

匹配 n,其中 n 为十六进制转义值。十六进制转义值必须为确定的两个数字长,例如:'\x41' 匹配 "A"。'\x041' 则等价于'\x04' & "1"。正则表达式中可以使用 ASCII 编码 不支持 不支持   \xn

\num

匹配 num,其中 num是一个正整数。表示对所获取的匹配的引用 不支持 \num \num  
[:alnum:] 匹配任何一个字母或数字([A-Za-z0-9]),例如:'[[:alnum:]] ' [:alnum:] [:alnum:] [:alnum:] [:alnum:]
[:alpha:] 匹配任何一个字母([A-Za-z]), 例如:' [[:alpha:]] ' [:alpha:] [:alpha:] [:alpha:] [:alpha:]
[:digit:] 匹配任何一个数字([0-9]),例如:'[[:digit:]] ' [:digit:] [:digit:] [:digit:] [:digit:]
[:lower:] 匹配任何一个小写字母([a-z]), 例如:' [[:lower:]] ' [:lower:] [:lower:] [:lower:] [:lower:]
[:upper:] 匹配任何一个大写字母([A-Z]) [:upper:] [:upper:] [:upper:] [:upper:]
[:space:] 任何一个空白字符: 支持制表符、空格,例如:' [[:space:]] ' [:space:] [:space:] [:space:] [:space:]
[:blank:] 空格和制表符(横向和纵向),例如:'[[:blank:]]'ó'[\s\t\v]' [:blank:] [:blank:] [:blank:] [:blank:]
[:graph:] 任何一个可以看得见的且可以打印的字符(注意:不包括空格和换行符等),例如:'[[:graph:]] ' [:graph:] [:graph:] [:graph:] [:graph:]
[:print:] 任何一个可以打印的字符(注意:不包括:[:cntrl:]、字符串结束符'\0'、EOF 文件结束符(-1), 但包括空格符号),例如:'[[:print:]] ' [:print:] [:print:] [:print:] [:print:]

[:cntrl:]

任何一个控制字符(ASCII 字符集中的前 32 个字符,即:用十进制表示为从 0 到31,例如:换行符、制表符等等),例如:' [[:cntrl:]]'

[:cntrl:]

[:cntrl:]

[:cntrl:]

[:cntrl:]

[:punct:] 任何一个标点符号(不包括:[:alnum:]、[:cntrl:]、[:space:]这些字符集) [:punct:] [:punct:] [:punct:] [:punct:]
[:xdigit:] 任何一个十六进制数(即:0-9,a-f,A-F) [:xdigit:] [:xdigit:] [:xdigit:] [:xdigit:]

 

四、三种不同类型正则表达式比较

注意: 当使用 BERs(基本正则表达式)时,必须在下列这些符号前加上转义字符('\'),屏蔽掉它们的 speical meaning  “?,+,|,{,},(,)” 这些字符,需要加入转义符号”\”

 

注意:修饰符用在正则表达式结尾,例如:/dog/i,其中 “ i “ 就是修饰符,它代表的含义就是:匹配时不区分大小写,那么修饰符有哪些呢?常见的修饰符如下:

g   全局匹配(即:一行上的每个出现,而不只是一行上的第一个出现)
s    把整个匹配串当作一行处理
m    多行匹配
i    忽略大小写
x    允许注释和空格的出现
U    非贪婪匹配

 

以上就是linux 常见3种类型正则表达式异同之处,整体了解这些,我相信在使用这些工具的时候,就可以更加清楚明晰了。

 



TCP和UDP的"保护消息边界" (经典)

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在socket网络程序中,TCP和UDP分别是面向连接和非面向连接的。因此TCP的socket编程,收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。
       对于UDP,不会使用块的合并优化算法,这样,实际上目前认为,是由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了

保护消息边界和流

那么什么是保护消息边界和流呢?

       保护消息边界,就是指传输协议把数据当作一条独立的消息在网上
传输,接收端只能接收独立的消息.也就是说存在保护消息边界,接收
端一次只能接收发送端发出的一个数据包.
       而面向流则是指无保护消息保护边界的,如果发送端连续发送数据,
接收端有可能在一次接收动作中,会接收两个或者更多的数据包.

       我们举个例子来说,例如,我们连续发送三个数据包,大小分别是2k,
4k , 8k,这三个数据包,都已经到达了接收端的网络堆栈中,如果使
UDP协议,不管我们使用多大的接收缓冲区去接收数据,我们必须有
三次接收动作,才能够把所有的数据包接收完.而使用TCP协议,我们
只要把接收的缓冲区大小设置在14k以上,我们就能够一次把所有的
数据包接收下来.只需要有一次接收动作.

       这就是因为UDP协议的保护消息边界使得每一个消息都是独立的.而
流传输,却把数据当作一串数据流,他不认为数据是一个一个的消息.

      所以有很多人在使用tcp协议通讯的时候,并不清楚tcp是基于流的
传输,当连续发送数据的时候,他们时常会认识tcp会丢包.其实不然,
因为当他们使用的缓冲区足够大时,他们有可能会一次接收到两个甚
至更多的数据包,而很多人往往会忽视这一点,只解析检查了第一个
数据包,而已经接收的其他数据包却被忽略了.所以大家如果要作这
类的网络编程的时候,必须要注意这一点.

结论:
     根据以上所说,可以这样理解,TCP为了保证可靠传输,尽量减少额外
开销(每次发包都要验证),因此采用了流式传输,面向流的传输,
相对于面向消息的传输,可以减少发送包的数量。从而减少了额外开
销。但是,对于数据传输频繁的程序来讲,使用TCP可能会容易粘包。
当然,对接收端的程序来讲,如果机器负荷很重,也会在接收缓冲里
粘包。这样,就需要接收端额外拆包,增加了工作量。因此,这个特
别适合的是数据要求可靠传输,但是不需要太频繁传输的场合(
两次操作间隔100ms,具体是由TCP等待发送间隔决定的,取决于内核
中的socket的写法)

而UDP,由于面向的是消息传输,它把所有接收到的消息都挂接到缓冲
区的接受队列中,因此,它对于数据的提取分离就更加方便,但是,
它没有粘包机制,因此,当发送数据量较小的时候,就会发生数据包
有效载荷较小的情况,也会增加多次发送的系统发送开销(系统调用,
写硬件等)和接收开销。因此,应该最好设置一个比较合适的数据包
的包长,来进行UDP数据的发送。(UDP最大载荷为1472,因此最好能
每次传输接近这个数的数据量,这特别适合于视频,音频等大块数据
的发送,同时,通过减少握手来保证流媒体的实时性)

来自: http://hi.baidu.com/chongerfeia/blog/item/b1e572f631dd7e28bd310965.html

TCP无保护消息边界的解决
 针对这个问题,一般有3种解决方案:

      (1)发送固定长度的消息

      (2)把消息的尺寸与消息一块发送

      (3)使用特殊标记来区分消息间隔

     

下面我们主要分析下前两种方法:

1、发送固定长度的消息
这种方法的好处是他非常容易,而且只要指定好消息的长度,没有遗漏未未发的数据,我们重写了一个SendMessage方法。代码如下:

  private static int SendMessage(Socket s, byte[] msg)

        {
            int offset = 0;
            int size = msg.Length;
            int dataleft = size;

            while (dataleft > 0)
            {

                int sent = s.Send(msg, offset, SocketFlags.None);
                offset += sent;
                dataleft -= sent;

            }

            return offset;
        }

简要分析一下这个函数:形参s是进行通信的套接字,msg即待发送的字节数组。该方法使用while循环检查是否还有数据未发送,尤其当发送一个很庞大的数据包,在不能一次性发完的情况下作用比较明显。特别的,用sent来记录实际发送的数据量,和recv是异曲同工的作用,最后返回发送的实际数据总数。

   有sentMessage函数后,还要根据指定的消息长度来设计一个新的Recive方法。代码如下:

  private byte[] ReciveMessage(Socket s, int size)
        {

            int offset = 0;
            int recv;
            int dataleft = size;
            byte[] msg = new byte[size];


            while (dataleft > 0)

            {

                //接收消息
                recv = s.Receive(msg, offset, dataleft, 0);
                if (recv == 0)

                {

                    break;

                }
                offset += recv;
                dataleft -= recv;

            }

            return msg;

        }

以上这种做法比较适合于消息长度不是很长的情况。

2、消息长度与消息一同发送

我们可以这样做:通过使用消息的整形数值来表示消息的实际大小,所以要把整形数转换为字节类型。下面是发送变长消息的SendMessage方法。具体代码如下:

  private static int SendMessage(Socket s, byte[] msg)
        {

            int offset = 0;
            int sent;
            int size = msg.Length;
            int dataleft = size;
            byte[] msgsize = new byte[2];

            //将消息尺寸从整形转换成可以发送的字节型
            msgsize = BitConverter.GetBytes(size);


            //发送消息的长度信息
            sent = s.Send(size);

            while (dataleft > 0)

            {

                sent = s.Send(msg, offset, dataleft, SocketFlags.None);

                //设置偏移量

                offset += sent;
                dataleft -= sent;

            }

            return offset;

        }


下面是接收变长消息的ReciveVarMessage方法。代码如下:

private byte[] ReciveVarMessage(Socket s)
        {


            int offset = 0;
            int recv;
            byte[] msgsize = new byte[2];


            //将字节数组的消息长度信息转换为整形
            int size = BitConverter.ToInt16(msgsize);
            int dataleft = size;
            byte[] msg = new byte[size];


            //接收2个字节大小的长度信息
            recv = s.Receive(msgsize, 0, 2, 0);
            while (dataleft > 0)
            {

                //接收数据
                recv = s.Receive(msg, offset, dataleft, 0);
                if (recv == 0)
                {
                    break;
                }
                offset += recv;
                dataleft -= recv;

            }

            return msg;

        }

 

本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/xinshi9608/archive/2010/12/31/6109511.aspx









(经典)tcp粘包分析

分类: C++ Linux系统 网络协议 364人阅读 评论(0) 收藏 举报

这两天看csdn有一些关于socket粘包,socket缓冲区设置的问题,发现自己不是很清楚,所以查资料了解记录一下: 

一 .两个简单概念长连接与短连接:
1.长连接

    Client方与Server方先建立通讯连接,连接建立后不断开, 然后再进行报文发送和接收。

2.短连接

    Client方与Server每进行一次报文收发交易时才进行通讯连接,交易完毕后立即断开连接。此种方式常用于一点对多点
通讯,比如多个Client连接一个Server.
 

二 .什么时候需要考虑粘包问题?

1:如果利用tcp每次发送数据,就与对方建立连接,然后双方发送完一段数据后,就关闭连接,这样就不会出现粘包问题(因为只有一种包结构,类似于http协议)。关闭连接主要要双方都发送close连接(参考tcp关闭协议)。如:A需要发送一段字符串给B,那么A与B建立连接,然后发送双方都默认好的协议字符如"hello give me sth abour yourself",然后B收到报文后,就将缓冲区数据接收,然后关闭连接,这样粘包问题不用考虑到,因为大家都知道是发送一段字符。
2:如果发送数据无结构,如文件传输,这样发送方只管发送,接收方只管接收存储就ok,也不用考虑粘包
3:如果双方建立连接,需要在连接后一段时间内发送不同结构数据,如连接后,有好几种结构:
 1)"hello give me sth abour yourself"
 2)"Don't give me sth abour yourself"
   那这样的话,如果发送方连续发送这个两个包出去,接收方一次接收可能会是"hello give me sth abour yourselfDon't give me sth abour yourself" 这样接收方就傻了,到底是要干嘛?不知道,因为协议没有规定这么诡异的字符串,所以要处理把它分包,怎么分也需要双方组织一个比较好的包结构,所以一般可能会在头加一个数据长度之类的包,以确保接收。
 

三 .粘包出现原因:在流传输中出现,UDP不会出现粘包,因为它有消息边界(参考Windows 网络编程)
1 发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包
2 接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收

解决办法:
为了避免粘包现象,可采取以下几种措施。一是对于发送方引起的粘包现象,用户可通过编程设置来避免,TCP提供了强制数据立即传送的操作指令push,TCP软件收到该操作指令后,就立即将本段数据发送出去,而不必等待发送缓冲区满;二是对于接收方引起的粘包,则可通过优化程序设计、精简接收进程工作量、提高接收进程优先级等措施,使其及时接收数据,从而尽量避免出现粘包现象;三是由接收方控制,将一包数据按结构字段,人为控制分多次接收,然后合并,通过这种手段来避免粘包。

以上提到的三种措施,都有其不足之处。第一种编程设置方法虽然可以避免发送方引起的粘包,但它关闭了优化算法,降低了网络发送效率,影响应用程序的性能,一般不建议使用。第二种方法只能减少出现粘包的可能性,但并不能完全避免粘包,当发送频率较高时,或由于网络突发可能使某个时间段数据包到达接收方较快,接收方还是有可能来不及接收,从而导致粘包。第三种方法虽然避免了粘包,但应用程序的效率较低,对实时应用的场合不适合。
载自:http://blog.csdn.net/binghuazh/archive/2009/05/28/4222516.aspx
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网络通讯的封包和拆包 收藏

对于基于TCP开发的通讯程序,有个很重要的问题需要解决,就是封包和拆包.

一.为什么基于TCP的通讯程序需要进行封包和拆包.

TCP是个"流"协议,所谓流,就是没有界限的一串数据.大家可以想想河里的流水,是连成一片的,其间是没有分界线的.但一般通讯程序开发是需要定义一个个相互独立的数据包的,比如用于登陆的数据包,用于注销的数据包.由于TCP"流"的特性以及网络状况,在进行数据传输时会出现以下几种情况.
假设我们连续调用两次send分别发送两段数据data1和data2,在接收端有以下几种接收情况(当然不止这几种情况,这里只列出了有代表性的情况).
A.先接收到data1,然后接收到data2.
B.先接收到data1的部分数据,然后接收到data1余下的部分以及data2的全部.
C.先接收到了data1的全部数据和data2的部分数据,然后接收到了data2的余下的数据.
D.一次性接收到了data1和data2的全部数据.

对于A这种情况正是我们需要的,不再做讨论.对于B,C,D的情况就是大家经常说的"粘包",就需要我们把接收到的数据进行拆包,拆成一个个独立的数据包.为了拆包就必须在发送端进行封包.

另:对于UDP来说就不存在拆包的问题,因为UDP是个"数据包"协议,也就是两段数据间是有界限的,在接收端要么接收不到数据要么就是接收一个完整的一段数据,不会少接收也不会多接收.

二.为什么会出现B.C.D的情况.
"粘包"可发生在发送端也可发生在接收端.
1.由Nagle算法造成的发送端的粘包:Nagle算法是一种改善网络传输效率的算法.简单的说,当我们提交一段数据给TCP发送时,TCP并不立刻发送此段数据,而是等待一小段时间,看看在等待期间是否还有要发送的数据,若有则会一次把这两段数据发送出去.这是对Nagle算法一个简单的解释,详细的请看相关书籍.象C和D的情况就有可能是Nagle算法造成的.
2.接收端接收不及时造成的接收端粘包:TCP会把接收到的数据存在自己的缓冲区中,然后通知应用层取数据.当应用层由于某些原因不能及时的把TCP的数据取出来,就会造成TCP缓冲区中存放了几段数据.

三.怎样封包和拆包.
   最初遇到"粘包"的问题时,我是通过在两次send之间调用sleep来休眠一小段时间来解决.这个解决方法的缺点是显而易见的,使传输效率大大降低,而且也并不可靠.后来就是通过应答的方式来解决,尽管在大多数时候是可行的,但是不能解决象B的那种情况,而且采用应答方式增加了通讯量,加重了网络负荷. 再后来就是对数据包进行封包和拆包的操作.
    封包:
封包就是给一段数据加上包头,这样一来数据包就分为包头和包体两部分内容了(以后讲过滤非法包时封包会加入"包尾"内容).包头其实上是个大小固定的结构体,其中有个结构体成员变量表示包体的长度,这是个很重要的变量,其他的结构体成员可根据需要自己定义.根据包头长度固定以及包头中含有包体长度的变量就能正确的拆分出一个完整的数据包.
    对于拆包目前我最常用的是以下两种方式.
    1.动态缓冲区暂存方式.之所以说缓冲区是动态的是因为当需要缓冲的数据长度超出缓冲区的长度时会增大缓冲区长度.
    大概过程描述如下:
    A,为每一个连接动态分配一个缓冲区,同时把此缓冲区和SOCKET关联,常用的是通过结构体关联.
    B,当接收到数据时首先把此段数据存放在缓冲区中.
    C,判断缓存区中的数据长度是否够一个包头的长度,如不够,则不进行拆包操作.
    D,根据包头数据解析出里面代表包体长度的变量.
    E,判断缓存区中除包头外的数据长度是否够一个包体的长度,如不够,则不进行拆包操作.
    F,取出整个数据包.这里的"取"的意思是不光从缓冲区中拷贝出数据包,而且要把此数据包从缓存区中删除掉.删除的办法就是把此包后面的数据移动到缓冲区的起始地址.

这种方法有两个缺点.1.为每个连接动态分配一个缓冲区增大了内存的使用.2.有三个地方需要拷贝数据,一个地方是把数据存放在缓冲区,一个地方是把完整的数据包从缓冲区取出来,一个地方是把数据包从缓冲区中删除.第二种拆包的方法会解决和完善这些缺点.

前面提到过这种方法的缺点.下面给出一个改进办法, 即采用环形缓冲.但是这种改进方法还是不能解决第一个缺点以及第一个数据拷贝,只能解决第三个地方的数据拷贝(这个地方是拷贝数据最多的地方).第2种拆包方式会解决这两个问题.
环形缓冲实现方案是定义两个指针,分别指向有效数据的头和尾.在存放数据和删除数据时只是进行头尾指针的移动.

2.利用底层的缓冲区来进行拆包
由于TCP也维护了一个缓冲区,所以我们完全可以利用TCP的缓冲区来缓存我们的数据,这样一来就不需要为每一个连接分配一个缓冲区了.另一方面我们知道recv或者wsarecv都有一个参数,用来表示我们要接收多长长度的数据.利用这两个条件我们就可以对第一种方法进行优化.
     对于阻塞SOCKET来说,我们可以利用一个循环来接收包头长度的数据,然后解析出代表包体长度的那个变量,再用一个循环来接收包体长度的数据.
相关代码如下:
 
char PackageHead[1024];
char PackageContext[1024*20];

int len;
PACKAGE_HEAD *pPackageHead;
while( m_bClose == false )
{
memset(PackageHead,0,sizeof(PACKAGE_HEAD));
len = m_TcpSock.ReceiveSize((char*)PackageHead,sizeof(PACKAGE_HEAD));
if( len == SOCKET_ERROR )
{
    break;
}
if(len == 0)
{
    break;
}
pPackageHead = (PACKAGE_HEAD *)PackageHead;
memset(PackageContext,0,sizeof(PackageContext));
if(pPackageHead->nDataLen>0)
{
len = m_TcpSock.ReceiveSize((char*)PackageContext,pPackageHead->nDataLen);
}
        }

m_TcpSock是一个封装了SOCKET的类的变量,其中的ReceiveSize用于接收一定长度的数据,直到接收了一定长度的数据或者网络出错才返回.


int winSocket::ReceiveSize( char* strData, int iLen )
{
if( strData == NULL )
return ERR_BADPARAM;
char *p = strData;
int len = iLen;
int ret = 0;
int returnlen = 0;
while( len > 0)
{
ret = recv( m_hSocket, p+(iLen-len), iLen-returnlen, 0 );
if ( ret == SOCKET_ERROR || ret == 0 )
{

return ret;
}

len -= ret;
returnlen += ret;
}

return returnlen;
}
对于非阻塞的SOCKET,比如完成端口,我们可以提交接收包头长度的数据的请求,当 GetQueuedCompletionStatus返回时,我们判断接收的数据长度是否等于包头长度,若等于,则提交接收包体长度的数据的请求,若不等于则提交接收剩余数据的请求.当接收包体时,采用类似的方法.

载自: http://blog.csdn.net/fjcailei/archive/2009/06/17/4276463.aspx
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几个问题:http://www.qqgb.com/Program/VC/VCJQ/Program_200509.html
这个问题产生于编程中遇到的几个问题:
1、使用TCP的Socket发送数据的时候,会出现发送出错,WSAEWOULDBLOCK,在TCP中不是会保证发送的数据能够安全的到达接收端的吗?也有窗口机制去防止发送速度过快,为什么还会出错呢?

2、TCP协议,在使用Socket发送数据的时候,每次发送一个包,接收端是完整的接受到一个包还是怎么样?如果是每发一个包,就接受一个包,为什么还会出现粘包问题,具体是怎么运行的?

3、关于Send,是不是只有在非阻塞状态下才会出现实际发送的比指定发送的小?在阻塞状态下会不会出现实际发送的比指定发送的小,就是说只能出现要么全发送,要么不发送?在非阻塞状态下,如果之发送了一些数据,要怎么处理,调用了Send函数后,发现返回值比指定的要小,具体要怎么做?

4、最后一个问题,就是TCP/IP协议和Socket是什么关系?是指具体的实现上,Socket是TCP/IP的实现?那么为什么会出现使用TCP协议的Socket会发送出错(又回到第一个问题了,汗一个)

实在是有点晕了,如果我的问题有不清楚的地方,或者分数有问题,欢迎指出,谢谢

这个问题第1个回答:
1 应该是你的缓冲区不够大,
2 tcp是流,没有界限.也就所所谓的包.
3 阻塞也会出现这种现象,出现后继续发送没发送出去的.
4 tcp是协议,socket是一种接口,没必然联系.错误取决于你使用接口的问题,跟tcp没关系.

这个问题第2个回答:
1 应该是你的缓冲区不够大,
2 tcp是流,没有界限.也就无所谓包.
3 阻塞也会出现这种现象,出现后继续发送没发送出去的.
4 tcp是协议,socket是一种接口,没必然联系.错误取决于你使用接口的问题,跟tcp没关系.

这个问题第3个回答:
1、应该不是缓冲区大小问题,我试过设置缓冲区大小,不过这里有个问题,就是就算我把缓冲区设置成几G,也返回成功,不过实际上怎么可能设置那么大、、、

3、出现没发送完的时候要手动发送吧,有没有具体的代码实现?

4、当选择TCP的Socket发送数据的时候,TCP中的窗口机制不是能防止发送速度过快的吗?为什么Socket在出现了WSAEWOULDBLOCK后没有处理?

这个问题第4个回答:
1.在使用非阻塞模式的情况下,如果系统发送缓冲区已满,并示及时发送到对端,就会产生该错误,继续重试即可。
3.如果没有发完就继续发送后续部分即可。

这个问题第5个回答:
1、使用非阻塞模式时,如果当前操作不能立即完成则会返回失败,错误码是WSAEWOULDBLOCK,这是正常的,程序可以先执行其它任务,过一段时间后再重试该操作。
2、发送与接收不是一一对应的,TCP会把各次发送的数据重新组合,可能合并也可能拆分,但发送次序是不变的。
3、在各种情况下都要根据send的返回值来确定发送了多少数据,没有发送完就再接着发。
4、socket是Windows提供网络编程接口,TCP/IP是网络传输协议,使用socket是可以使用多种协议,其中包括TCP/IP。

这个问题第6个回答:
up

这个问题第7个回答:
发送的过程是:发送到缓冲区和从缓冲区发送到网络上
WSAEWOULDBLOCK和粘包都是出现在发送到缓冲区这个过程的









解决TCP网络传输“粘包”问题(经典)

分类: C++ Linux系统 网络协议 157人阅读 评论(0) 收藏 举报
当前在网络传输应用中,广泛采用的是TCP/IP通信协议及其标准的socket应用开发编程接口(API)。TCP/IP传输层有两个并列的协议:TCP和UDP。其中TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,提供高可靠性服务。UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,提供高效率服务。在实际工程应用中,对可靠性和效率的选择取决于应用的环境和需求。一般情况下,普通数据的网络传输采用高效率的udp,重要数据的网络传输采用高可靠性的TCP。

在应用开发过程中,笔者发现基于TCP网络传输的应用程序有时会出现粘包现象(即发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包)。针对这种情况,我们进行了专题研究与实验。本文重点分析了TCP网络粘包问题,并结合实验结果提出了解决该问题的对策和方法,供有关工程技术人员参考。

一、TCP协议简介

  TCP是一个面向连接的传输层协议,虽然TCP不属于iso制定的协议集,但由于其在商业界和工业界的成功应用,它已成为事实上的网络标准,广泛应用于各种网络主机间的通信。

  作为一个面向连接的传输层协议,TCP的目标是为用户提供可靠的端到端连接,保证信息有序无误的传输。它除了提供基本的数据传输功能外,还为保证可靠性采用了数据编号、校验和计算、数据确认等一系列措施。它对传送的每个数据字节都进行编号,并请求接收方回传确认信息(ack)。发送方如果在规定的时间内没有收到数据确认,就重传该数据。数据编号使接收方能够处理数据的失序和重复问题。数据误码问题通过在每个传输的数据段中增加校验和予以解决,接收方在接收到数据后检查校验和,若校验和有误,则丢弃该有误码的数据段,并要求发送方重传。流量控制也是保证可靠性的一个重要措施,若无流控,可能会因接收缓冲区溢出而丢失大量数据,导致许多重传,造成网络拥塞恶性循环。TCP采用可变窗口进行流量控制,由接收方控制发送方发送的数据量。

  TCP为用户提供了高可靠性的网络传输服务,但可靠性保障措施也影响了传输效率。因此,在实际工程应用中,只有关键数据的传输才采用TCP,而普通数据的传输一般采用高效率的udp。

二、粘包问题分析与对策

  TCP粘包是指发送方发送的若干包数据到接收方接收时粘成一包,从接收缓冲区看,后一包数据的头紧接着前一包数据的尾。

  出现粘包现象的原因是多方面的,它既可能由发送方造成,也可能由接收方造成。发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一包数据。若连续几次发送的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一包后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。接收方引起的粘包是由于接收方用户进程不及时接收数据,从而导致粘包现象。这是因为接收方先把收到的数据放在系统接收缓冲区,用户进程从该缓冲区取数据,若下一包数据到达时前一包数据尚未被用户进程取走,则下一包数据放到系统接收缓冲区时就接到前一包数据之后,而用户进程根据预先设定的缓冲区大小从系统接收缓冲区取数据,这样就一次取到了多包数据(图1所示)。


图1


图2


图3

  粘包情况有两种,一种是粘在一起的包都是完整的数据包(图1、图2所示),另一种情况是粘在一起的包有不完整的包(图3所示),此处假设用户接收缓冲区长度为m个字节。

  不是所有的粘包现象都需要处理,若传输的数据为不带结构的连续流数据(如文件传输),则不必把粘连的包分开(简称分包)。但在实际工程应用中,传输的数据一般为带结构的数据,这时就需要做分包处理。

  在处理定长结构数据的粘包问题时,分包算法比较简单;在处理不定长结构数据的粘包问题时,分包算法就比较复杂。特别是如图3所示的粘包情况,由于一包数据内容被分在了两个连续的接收包中,处理起来难度较大。实际工程应用中应尽量避免出现粘包现象。

  为了避免粘包现象,可采取以下几种措施。一是对于发送方引起的粘包现象,用户可通过编程设置来避免,TCP提供了强制数据立即传送的操作指令push,TCP软件收到该操作指令后,就立即将本段数据发送出去,而不必等待发送缓冲区满;二是对于接收方引起的粘包,则可通过优化程序设计、精简接收进程工作量、提高接收进程优先级等措施,使其及时接收数据,从而尽量避免出现粘包现象;三是由接收方控制,将一包数据按结构字段,人为控制分多次接收,然后合并,通过这种手段来避免粘包。

  以上提到的三种措施,都有其不足之处。第一种编程设置方法虽然可以避免发送方引起的粘包,但它关闭了优化算法,降低了网络发送效率,影响应用程序的性能,一般不建议使用。第二种方法只能减少出现粘包的可能性,但并不能完全避免粘包,当发送频率较高时,或由于网络突发可能使某个时间段数据包到达接收方较快,接收方还是有可能来不及接收,从而导致粘包。第三种方法虽然避免了粘包,但应用程序的效率较低,对实时应用的场合不适合。

  一种比较周全的对策是:接收方创建一预处理线程,对接收到的数据包进行预处理,将粘连的包分开。对这种方法我们进行了实验,证明是高效可行的。

、编程与实现

  1.实现框架

  实验网络通信程序采用TCP/IP协议的socket api编程实现。socket是面向客户机/服务器模型的。TCP实现框架如图4所示。

图4

  2.实验硬件环境:

  服务器:pentium 350 微机

  客户机:pentium 166微机

  网络平台:由10兆共享式hub连接而成的局域网

  3.实验软件环境:

  操作系统:windows 98

  编程语言:visual c++ 5.0

  4.主要线程

  编程采用多线程方式,服务器端共有两个线程:发送数据线程、发送统计显示线程。客户端共有三个线程:接收数据线程、接收预处理粘包线程、接收统计显示线程。其中,发送和接收线程优先级设为thread_priority_time_critical(最高优先级),预处理线程优先级为thread_priority_above_normal(高于普通优先级),显示线程优先级为thread_priority_normal(普通优先级)。

  实验发送数据的数据结构如图5所示:

图5

  5.分包算法

  针对三种不同的粘包现象,分包算法分别采取了相应的解决办法。其基本思路是首先将待处理的接收数据流(长度设为m)强行转换成预定的结构数据形式,并从中取出结构数据长度字段,即图5中的n,而后根据n计算得到第一包数据长度。

  1)若n<m,则表明数据流包含多包数据,从其头部截取n个字节存入临时缓冲区,剩余部分数据依此继续循环处理,直至结束。

  2)若n=m,则表明数据流内容恰好是一完整结构数据,直接将其存入临时缓冲区即可。

  3)若n>m,则表明数据流内容尚不够构成一完整结构数据,需留待与下一包数据合并后再行处理。

  对分包算法具体内容及软件实现有兴趣者,可与作者联系。

四、实验结果分析

  实验结果如下:

  1.在上述实验环境下,当发送方连续发送的若干包数据长度之和小于1500b时,常会出现粘包现象,接收方经预处理线程处理后能正确解开粘在一起的包。若程序中设置了“发送不延迟”:(setsockopt (socket_name,ipproto_tcp,tcp_nodelay,(char *) &on,sizeof on) ,其中on=1),则不存在粘包现象。

  2.当发送数据为每包1kb~2kb的不定长数据时,若发送间隔时间小于10ms,偶尔会出现粘包,接收方经预处理线程处理后能正确解开粘在一起的包。

  3.为测定处理粘包的时间,发送方依次循环发送长度为1.5kb、1.9kb、1.2kb、1.6kb、1.0kb数据,共计1000包。为制造粘包现象,接收线程每次接收前都等待10ms,接收缓冲区设为5000b,结果接收方收到526包数据,其中长度为5000b的有175包。经预处理线程处理可得到1000包正确数据,粘包处理总时间小于1ms。

  实验结果表明,TCP粘包现象确实存在,但可通过接收方的预处理予以解决,而且处理时间非常短(实验中1000包数据总共处理时间不到1ms),几乎不影响应用程序的正常工作。











sort命令讲解

分类: Linux系统 Shell 35人阅读 评论(0) 收藏 举报

例子:

sort -t, -k 1,1n -k 2,2n

以逗号进行字段分割,先以第一个字段排序,如果第一字段相等,以第二个字段排序, 注意:如果第二个字段也相等,以整体记录为基础来排序。







erlang之三种socket消息循环

分类: Erlang 232人阅读 评论(0) 收藏 举报

转载:高手http://hi.baidu.com/zai215837829/blog/item/2e8323dc3763c02e5982dd80.html


1、主动消息获取(非阻塞)

第一个例子是以主动模式打开socket,然后接受来自socket的数据:

{ok,Listen} = gen_tcp:listen(Port,[...,{active,true}...]), 

{ok,Socket} = gen_tcp:accept(Listen),  loop(Socket). 

 loop(Socket) -> 

    receive 

     {tcp,Socket,Data} -> ... 输出处理 ... 

     {tcp_closed,Socket} -> ... 

 end.

这个过程无法控制发到服务器循环的消息流,如果客户端产生数据的速度大于服务器消费数据的速度,系统就会收到洪水般地消息-消息缓冲区溢出,系统将会crash并表现怪异。

这种类型的服务器叫做非阻塞服务器,因为它无法阻塞客户端。我们仅在信任客户端的情况下才会使用非阻塞服务器。

 

2   被动消息获取(阻塞)

在这一节,我们写阻塞服务器:服务器以被动模式打开socket,通过 {active,false} 选项。这个服务器不会被危险的客户端洪水袭击。

服务器循环中的代码调用 gen_tcp:recv 来接收数据。客户端在服务器调用 recv 之前会被阻塞。注意OS会对客户端发来的数据做一下缓冲,以允许客户端在服务器调用 recv 之前仍然可以继续发送一小段数据。

{ok,Listen} = gen_tcp:listen(Port,[...,{active,false}...]), 

{ok,Socket} = gen_tcp:accept(Listen), loop(Socket).

 loop(Socket) -> 

     case gen_tcp:recv(Socket,N) of {ok,B} -> ... 数据处理 ... loop(Socket); 

    {error,closed} ... 

 end.

 

3   混合消息获取(部分阻塞)

你可能认为把被动模式用到所有服务器上都合适。不幸的是,当我们在被动模式时,我们只能等待来自于一个socket的数据。这对于需要等待多个socket来源数据的服务器则不适用。

幸运的是我们可以用混合方式,既不是阻塞的也不是非阻塞的。我们以一次主动(active once)模式 {active,once} 打开socket。在这个模式中,socket是主动的,但是只能接收一条消息。在控制进程发出一条消息之后,他必须明确的调用 inet:setopts 以便让socket恢复并接收下一条消息。系统在这发生之前会一直阻塞。这是两种世界的最好结合点。如下是代码:

{ok,Listen} = gen_tcp:listen(Port,[...,{active,once}...]),

{ok,Socket} = gen_tcp:accept(Listen), loop(Socket). 

 loop(Socket) ->

   receive 

     {tcp,Socket,Data} -> ... 数据处理 ... %%准备好启用下一条消息时 

                                     inet:setopts(Socket,[{active,once}]),

                                     loop(Socket);

     {tcp_closed,Socket} -> ... 

 end.

使用 {active,once} 选项,用户可以实现高层次的数据流控制(有时叫交通管制),同时又防止了服务器被过多的消息洪水所淹没。






优化内核参数,减少TCP连接中的TIME_WAIT(经典)

分类: Linux系统 linux内核 159人阅读 评论(0) 收藏 举报

  vi /etc/sysctl.conf
  编辑/etc/sysctl.conf文件,增加三行:

       引用
        net.ipv4.tcp_syncookies = 1
        net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
       net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

  说明:
  net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;
  net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1   表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;
  net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。

  再执行以下命令,让修改结果立即且永久生效:
  /sbin/sysctl -p

  用以下语句看了一下服务器的TCP状态:
  netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
  返回结果如下:
  ESTABLISHED 1423
  FIN_WAIT1 1
  FIN_WAIT2 262
  SYN_SENT 1
  TIME_WAIT 962

  效果:处于TIME_WAIT状态的sockets从原来的10000多减少到1000左右。处于SYN_RECV等待处理状态的sockets为0,原来的为50~300。

        对于上面产生的FIN_WAIT进行优化,可以设置tcp_fin_timeout加快FIN_WAIT状态结束。
        net.ipv4.tcp_fin_timeout = 60

       设置完后再执行以下命令,让修改结果立即且永久生效:
  /sbin/sysctl -p

       对于上面的设置也可以在/proc/sys/net/ipv4这里进行设置,这里设置为即时生效重启还原。




转自: http://blog.csdn.net/zhangxinrun/article/details/6799592

你可能感兴趣的:(C++,C++,C++,shell,shell,erlang,shell,shell,网络协议,网络协议,网络协议,linux系统,linux系统,linux系统,linux系统,linux系统,linux系统,linux系统,linux系统,HP-UNIX,HP-UNIX,HP-UNIX,linux内核,linux内核)