Netty源码分析第6章(解码器)---->第4节: 分隔符解码器

Netty源码分析第六章: 解码器

第四节: 分隔符解码器

基于分隔符解码器DelimiterBasedFrameDecoder, 是按照指定分隔符进行解码的解码器, 通过分隔符, 可以将二进制流拆分成完整的数据包

同样继承了ByteToMessageDecoder并重写了decode方法

我们看其中的一个构造方法:

public DelimiterBasedFrameDecoder(int maxFrameLength, ByteBuf... delimiters) {
    this(maxFrameLength, true, delimiters);
}

这里参数maxFrameLength代表最大长度, delimiters是个可变参数, 可以说可以支持多个分隔符进行解码

我们进入decode方法:

protected final void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
    Object decoded = decode(ctx, in);
    if (decoded != null) {
        out.add(decoded);
    }
}

这里同样调用了其重载的decode方法并将解析好的数据添加到集合list中, 其父类就可以遍历out, 并将内容传播

我们跟到重载decode方法中:

protected Object decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf buffer) throws Exception {
    //行处理器(1)
    if (lineBasedDecoder != null) {
        return lineBasedDecoder.decode(ctx, buffer);
    }
    int minFrameLength = Integer.MAX_VALUE;
    ByteBuf minDelim = null; 

    //找到最小长度的分隔符(2)
    for (ByteBuf delim: delimiters) {
        //每个分隔符分隔的数据包长度
        int frameLength = indexOf(buffer, delim);
        if (frameLength >= 0 && frameLength < minFrameLength) {
            minFrameLength = frameLength;
            minDelim = delim;
        }
    }
    //解码(3)
    //已经找到分隔符
    if (minDelim != null) {
        int minDelimLength = minDelim.capacity();
        ByteBuf frame;

        //当前分隔符否处于丢弃模式
        if (discardingTooLongFrame) {
            //首先设置为非丢弃模式
            discardingTooLongFrame = false;
            //丢弃
            buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength);

            int tooLongFrameLength = this.tooLongFrameLength;
            this.tooLongFrameLength = 0;
            if (!failFast) {
                fail(tooLongFrameLength);
            }
            return null;
        }
        //处于非丢弃模式
        //当前找到的数据包, 大于允许的数据包
        if (minFrameLength > maxFrameLength) {
            //当前数据包+最小分隔符长度 全部丢弃
            buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength);
            //传递异常事件
            fail(minFrameLength);
            return null;
        }
        //如果是正常的长度
        //解析出来的数据包是否忽略分隔符
        if (stripDelimiter) {
            //如果不包含分隔符
            //截取
            frame = buffer.readRetainedSlice(minFrameLength);
            //跳过分隔符
            buffer.skipBytes(minDelimLength);
        } else {
            //截取包含分隔符的长度
            frame = buffer.readRetainedSlice(minFrameLength + minDelimLength);
        }

        return frame;
    } else {
        //如果没有找到分隔符
        //非丢弃模式
        if (!discardingTooLongFrame) {
            //可读字节大于允许的解析出来的长度
            if (buffer.readableBytes() > maxFrameLength) {
                //将这个长度记录下
                tooLongFrameLength = buffer.readableBytes();
                //跳过这段长度
                buffer.skipBytes(buffer.readableBytes());
                //标记当前处于丢弃状态
                discardingTooLongFrame = true;
                if (failFast) {
                    fail(tooLongFrameLength);
                }
            }
        } else {
            tooLongFrameLength += buffer.readableBytes();
            buffer.skipBytes(buffer.readableBytes());
        }
        return null;
    }
}

这里的方法也比较长, 这里也通过拆分进行剖析

(1). 行处理器

(2). 找到最小长度分隔符

(3). 解码

首先看第一步行处理器:

if (lineBasedDecoder != null) {
    return lineBasedDecoder.decode(ctx, buffer);
}

这里首先判断成员变量lineBasedDecoder是否为空, 如果不为空则直接调用lineBasedDecoder的decode的方法进行解码, lineBasedDecoder实际上就是上一小节剖析的LineBasedFrameDecoder解码器

这个成员变量, 会在分隔符是\n和\r\n的时候进行初始化

我们看初始化该属性的构造方法:

public DelimiterBasedFrameDecoder(
        int maxFrameLength, boolean stripDelimiter, boolean failFast, ByteBuf... delimiters) {
    //代码省略
    //如果是基于行的分隔
    if (isLineBased(delimiters) && !isSubclass()) {
        //初始化行处理器
        lineBasedDecoder = new LineBasedFrameDecoder(maxFrameLength, stripDelimiter, failFast);
        this.delimiters = null;
    } else {
        //代码省略
    }
    //代码省略
}

这里isLineBased(delimiters)会判断是否是基于行的分隔, 跟到isLineBased方法中:

private static boolean isLineBased(final ByteBuf[] delimiters) {
    //分隔符长度不为2
    if (delimiters.length != 2) {
        return false;
    }
    //拿到第一个分隔符
    ByteBuf a = delimiters[0];
    //拿到第二个分隔符
    ByteBuf b = delimiters[1];
    if (a.capacity() < b.capacity()) {
        a = delimiters[1];
        b = delimiters[0];
    }
    //确保a是/r/n分隔符, 确保b是/n分隔符
    return a.capacity() == 2 && b.capacity() == 1
            && a.getByte(0) == '\r' && a.getByte(1) == '\n'
            && b.getByte(0) == '\n';
}

首先判断长度等于2, 直接返回false

然后拿到第一个分隔符a和第二个分隔符b, 然后判断a的第一个分隔符是不是\r, a的第二个分隔符是不是\n, b的第一个分隔符是不是\n, 如果都为true, 则条件成立

我们回到decode方法中, 看步骤2, 找到最小长度的分隔符:

这里最小长度的分隔符, 意思就是从读指针开始, 找到最近的分隔符

for (ByteBuf delim: delimiters) {
    //每个分隔符分隔的数据包长度
    int frameLength = indexOf(buffer, delim);
    if (frameLength >= 0 && frameLength < minFrameLength) {
        minFrameLength = frameLength;
        minDelim = delim;
    }
}

这里会遍历所有的分隔符, 然后找到每个分隔符到读指针到数据包长度

然后通过if判断, 找到长度最小的数据包的长度, 然后保存当前数据包的的分隔符, 如下图:

6-4-1

这里假设A和B同为分隔符, A分隔符到读指针的长度小于B分隔符到读指针的长度, 这里会找到最小的分隔符A, 分隔符的最小长度, 就readIndex到A的长度

我们继续看第3步, 解码:

if (minDelim != null) 表示已经找到最小长度分隔符, 我们继续看if块中的逻辑:

int minDelimLength = minDelim.capacity();
ByteBuf frame;
if (discardingTooLongFrame) {
    discardingTooLongFrame = false;
    buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength);
    int tooLongFrameLength = this.tooLongFrameLength;
    this.tooLongFrameLength = 0;
    if (!failFast) {
        fail(tooLongFrameLength);
    }
    return null;
}
if (minFrameLength > maxFrameLength) {
    buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength);
    fail(minFrameLength);
    return null;
}
if (stripDelimiter) {
    frame = buffer.readRetainedSlice(minFrameLength);
    buffer.skipBytes(minDelimLength);
} else {
    frame = buffer.readRetainedSlice(minFrameLength + minDelimLength);
}
return frame;

if (discardingTooLongFrame) 表示当前是否处于非丢弃模式, 如果是丢弃模式, 则进入if块

因为第一个不是丢弃模式, 所以这里先分析if块后面的逻辑

if (minFrameLength > maxFrameLength) 这里是判断当前找到的数据包长度大于最大长度, 这里的最大长度使我们创建解码器的时候设置的, 如果超过了最大长度, 就通过 buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength) 方式, 跳过数据包+分隔符的长度, 也就是将这部分数据进行完全丢弃

继续往下看, 如果长度不大最大允许长度, 则通过 if (stripDelimiter) 判断解析的出来的数据包是否包含分隔符, 如果不包含分隔符, 则截取数据包的长度之后, 跳过分隔符

我们再回头看 if (discardingTooLongFrame) 中的if块中的逻辑, 也就是丢弃模式:

首先将discardingTooLongFrame设置为false, 标记非丢弃模式

然后通过 buffer.skipBytes(minFrameLength + minDelimLength) 将数据包+分隔符长度的字节数跳过, 也就是进行丢弃, 之后再进行抛出异常

分析完成了找到分隔符之后的丢弃模式非丢弃模式的逻辑处理, 我们在分析没找到分隔符的逻辑处理, 也就是 if (minDelim != null) 中的else块:

if (!discardingTooLongFrame) {
    if (buffer.readableBytes() > maxFrameLength) {
        tooLongFrameLength = buffer.readableBytes();
        buffer.skipBytes(buffer.readableBytes());
        discardingTooLongFrame = true;
        if (failFast) {
            fail(tooLongFrameLength);
        }
    }
} else {
    tooLongFrameLength += buffer.readableBytes();
    buffer.skipBytes(buffer.readableBytes());
}
return null;

首先通过 if (!discardingTooLongFrame) 判断是否为非丢弃模式, 如果是, 则进入if块:

在if块中, 首先通过 if (buffer.readableBytes() > maxFrameLength) 判断当前可读字节数是否大于最大允许的长度, 如果大于最大允许的长度, 则将可读字节数设置到tooLongFrameLength的属性中, 代表丢弃的字节数

然后通过 buffer.skipBytes(buffer.readableBytes()) 将累计器中所有的可读字节进行丢弃

最后将discardingTooLongFrame设置为true, 也就是丢弃模式, 之后抛出异常

如果 if (!discardingTooLongFrame) 为false, 也就是当前处于丢弃模式, 则追加tooLongFrameLength也就是丢弃的字节数的长度, 并通过 buffer.skipBytes(buffer.readableBytes()) 将所有的字节继续进行丢弃

以上就是分隔符解码器的相关逻辑

第六章总结

本章介绍了抽象解码器ByteToMessageDecoder, 和其他几个实现了ByteToMessageDecoder类的解码器, 这个几个解码器逻辑都比较简单, 同学们可以根据其中的思想剖析其他的比较复杂的解码器, 或者根据其规则实现自己的自定义解码器

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