C语言Socket编程recv()接收数据长度返回异常值问题排查

问题根因 #

你的问题核心是TCP字节流协议的短读场景未处理，同时自定义的收全数据函数实现存在逻辑错误，最终导致数据流错位，解析出异常长度值，具体问题点如下：

1. 长度头部接收逻辑错误
   你调用recv(client_sock, size_message, 4, 0)读取4字节长度头部时，仅判断了返回值为0的对端断开场景，遗漏了两种关键情况：

• 返回值小于0：socket发生网络错误，未正常接收数据
• 返回值大于0但小于4：TCP是无消息边界的字节流协议，单次recv调用不保证返回你请求的全部字节数，可能只返回1/2/3个字节的头部，剩余的头部字节会被后续读取逻辑当作业务数据处理，而下次读取头部时会读到上一轮未读完的业务数据，直接导致长度解析错误。

2. recvall函数实现错误
   函数中拿到recv的返回值recv_size后完全未做判断和使用，无论实际收到多少字节，都强制按size_to_recv的长度拷贝数据、累加已收计数：
   如果recv返回值小于size_to_recv（包括网络波动导致的短读、对端断开、系统错误等场景），就会导致实际接收的业务数据字节数不足，剩余未收的业务数据会被下一轮循环当作长度头部读取，直接出现你遇到的异常超大长度值。
   前面几次能正常接收只是因为网络状态稳定，没有触发短读场景，一旦出现拆包/网络波动就会立刻出现错位问题。

修复方案 #

1. 重写可靠收全数据的通用函数 #

// 收满size字节才返回，返回<0表示出错，返回0表示对端断开，返回>0等于size表示收全
int recvall(int fd, uint8_t *data, int size) {
    int cur_size = 0;
    while(cur_size < size) {
        int recv_size = recv(fd, data + cur_size, size - cur_size, 0);
        if (recv_size < 0) {
            // 非阻塞socket要单独处理EAGAIN/EWOULDBLOCK，这里默认是阻塞socket直接返回错误
            return -1;
        } else if (recv_size == 0) {
            return 0;
        }
        cur_size += recv_size;
    }
    return cur_size;
}

2. 修改长度头部接收逻辑，使用上面的recvall保证收满4字节 #

while(1)
{
        uint8_t size_message[4];
        int read_size = recvall(client_sock, size_message, 4);
        if (read_size <= 0) {
            // 对端断开或者出错，退出循环
            return 0;
        }
        printf("bytes are %d %d %d %d\n", size_message[0], size_message[1], size_message[2], size_message[3]);
        uint32_t size = toUInt32(size_message);
        printf("size is %d\n", size);
        uint8_t *data = malloc(size);
        read_size = recvall(client_sock, data, size);
        if (read_size <= 0) {
            free(data);
            return 0;
        }
        free(data);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者EdwinC