ByteBuf使用实例

　　之前我们有个netty5的拆包解决方案（参加netty5拆包问题解决实例），现在我们采用另一种思路，不需要新增LengthFieldBasedFrameDecoder，直接修改NettyMessageDecoder：

package com.wlf.netty.nettyapi.msgpack;

import com.wlf.netty.nettyapi.constant.Delimiter;
import com.wlf.netty.nettyapi.javabean.Header;
import com.wlf.netty.nettyapi.javabean.NettyMessage;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.ByteToMessageDecoder;

import java.util.List;

public class NettyMessageDecoder extends ByteToMessageDecoder {

    /**
     * 消息体字节大小：分割符字段4字节+长度字段4字节+请求类型字典1字节+预留字段1字节=10字节
     */
    private static final int HEAD_LENGTH = 10;

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf, List<Object> list) throws Exception {

        while (true) {

            // 标记字节流开始位置
            byteBuf.markReaderIndex();

            // 若读取到分割标识，说明读取当前字节流开始位置了
            if (byteBuf.readInt() == Delimiter.DELIMITER) {
                break;
            }

            // 重置读索引为0
            byteBuf.resetReaderIndex();

            // 长度校验，字节流长度至少10字节，小于10字节则等待下一次字节流过来
            if (byteBuf.readableBytes() < HEAD_LENGTH) {
                byteBuf.resetReaderIndex();
                return;
            }
        }

        // 2、获取data的字节流长度
        int dataLength = byteBuf.readInt();

        // 校验数据包是否全部发送过来，总字节流长度（此处读取的是除去delimiter和length之后的总长度）-
        // type和reserved两个字节=data的字节流长度
        int totalLength = byteBuf.readableBytes();
        if ((totalLength - 2) < dataLength) {

            // 长度校验，字节流长度少于数据包长度，说明数据包拆包了，等待下一次字节流过来
            byteBuf.resetReaderIndex();
            return;
        }

        // 3、请求类型
        byte type = byteBuf.readByte();

        // 4、预留字段
        byte reserved = byteBuf.readByte();

        // 5、数据包内容
        byte[] data = null;
        if (dataLength > 0) {
            data = new byte[dataLength];
            byteBuf.readBytes(data);
        }

        NettyMessage nettyMessage = new NettyMessage();
        Header header = new Header();
        header.setDelimiter(Delimiter.DELIMITER);
        header.setLength(dataLength);
        header.setType(type);
        header.setReserved(reserved);
        nettyMessage.setHeader(header);
        nettyMessage.setData(data);

        list.add(nettyMessage);

        // 回收已读字节
        byteBuf.discardReadBytes();
    }
}

　　我们的改动很小，只不过将原来的读索引改为标记索引，然后在拆包时退出方法前重置读索引，这样下次数据包过来，我们的读索引依然从0开始，delimiter的标记就可以读出来，而不会陷入死循环了。

　　ByteBuf是ByteBuffer的进化版，ByteBuffer（参见ByteBuffer使用实例）才一个索引，读写模式需要通过flip来转换，而ByteBuf有两个索引，readerIndex读索引和writerIndex写索引，读写转换无缝连接，青出于蓝而胜于蓝：

+-------------------+------------------+------------------+
      | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
      |                           |     (CONTENT)    |                         |
      +-------------------+------------------+------------------+
      |                           |                            |                         |
      0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity

　　既然有两个索引，那么标记mask、重置reset必然也是两两对应，上面的代码中我们只需要用到读标记和读重置。

　　我们把客户端handler也修改下，先把LengthFieldBasedFrameDecoder去掉：

// channel.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024 * 1024 * 1024, 4, 4, 2, 0));

　　再让数据包更大一些：

    /**
     * 构造PCM请求消息体
     *
     * @return
     */
    private byte[] buildPcmData() throws Exception {
        byte[] resultByte = longToBytes(System.currentTimeMillis());

        // 读取一个本地文件
        String AUDIO_PATH = "D:\\input\\test_1.pcm";
        try (RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(AUDIO_PATH, "r")) {

            int len = -1;
            byte[] content = new byte[1024];
            while((len = raf.read(content)) != -1)
            {
               resultByte = addAll(resultByte, content);
            }
        }

        return resultByte;
    }
            

　　再debug下看看，第一次解析客户端发送的数据，读取1024字节，我们可以看到读索引是8（delimiter+length=8），写索引就是1024，我们的大包里有3939116个字节，去掉10个字节的header，剩下小包是3939106：：

　　第二次再读1024，代码已经执行reset重置读索引了，所以读索引由8改为0，写索引累增到2048：

　　第三次再读1024，写索引继续累增到3072：

　　最后一次发1024，写索引已经到达3939116，大包传输结束了：

　　从上面看出，我们对ByteBuf的capacity一直在翻倍，读指针一直标记在大包的起始位置0，这样做的目的是每次都能读取小包的长度length（3939106），拿来跟整个ByteBuf的长度作比较，只要它取到的小包没到达到length，我们就继续接受新包，写索引不停的累加，直到整个大包长度>=3939116（也就是小包>=3939106），这时我们开始移动读索引，将字节流写入对象，最后回收已读取的字节（调用discardReaderBytes方法）：

BEFORE discardReadBytes()

+-------------------+------------------+------------------+
      | discardable bytes |  readable bytes  |  writable bytes  |
      +-------------------+------------------+------------------+
      |                         |                      |                            |
      0      <=      readerIndex   <=   writerIndex    <=    capacity

AFTER discardReadBytes()

+------------------+--------------------------------------+
      |  readable bytes  |    writable bytes (got more space)   |
      +------------------+--------------------------------------+
      |                        |                                               |
readerIndex (0) <= writerIndex (decreased)        <=        capacity

　　其他方法参见测试类：

package com.wlf.netty.nettyserver;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

public class ByteBufTest {
    @Test
    public void byteBufTest() {
        ByteBuf byteBuf = Unpooled.buffer(10);
        byteBuf.writeInt(0xabef0101);
        byteBuf.writeInt(1024);
        byteBuf.writeByte((byte) 1);
        byteBuf.writeByte((byte) 0);

        // 开始读取
        printDelimiter(byteBuf);
        printLength(byteBuf);

        // 派生一个ByteBuf，取剩下2个字节，但读索引不动
        ByteBuf duplicatBuf = byteBuf.duplicate();
        printByteBuf(byteBuf);

        // 派生一个ByteBuf，取剩下2个字节，读索引动了
        ByteBuf sliceBuf = byteBuf.readSlice(2);
        printByteBuf(byteBuf);

        // 两个派生的对象其实是一样的
        Assert.assertEquals(duplicatBuf, sliceBuf);
    }

    private void printDelimiter(ByteBuf buf) {
        int newDelimiter = buf.readInt();
        System.out.printf("delimeter: %s\n", Integer.toHexString(newDelimiter));
        printByteBuf(buf);
    }

    private void printLength(ByteBuf buf) {
        int length = buf.readInt();
        System.out.printf("length: %d\n", length);
        printByteBuf(buf);
    }

    private void printByteBuf(ByteBuf buf) {
        System.out.printf("reader Index: %d, writer Index: %d, capacity: %d\n", buf.readerIndex(), buf.writerIndex(), buf.capacity());
    }
}

　　输出：

delimeter: abef0101
reader Index: 4, writer Index: 10, capacity: 10
length: 1024
reader Index: 8, writer Index: 10, capacity: 10
reader Index: 8, writer Index: 10, capacity: 10
reader Index: 10, writer Index: 10, capacity: 10