Netty--TCP粘包和拆包

TCP协议以流的方式进行数据传输，它无法理解其上层协议的数据意义，而是根据TCP缓冲区的大小对数据进行拆分或组装，即上层一个完整的包可能被拆为几个TCP包来发送，或上层几个包会被组合为一个TCP包发送，这就是TCP的粘包和拆包问题。TCP协议按照自己的工作方式工作，包的拆分和组装问题就需要上层应用来解决，比如每次发送定长的数据包，数据包中包含数据的大小或在包结尾处增加标记等方法。

Netty提供了多种解码器如LineBasedFrameDecoder和StringDecoder等来解决这个问题，只需要在pipeline中加入这些解码器即可，如：

new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {

        socketChannel.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));

        socketChannel.pipeline().addLast(new StringDecoder());

        socketChannel.pipeline().addLast(new TimeClientHandler());

    }

}

StringDecoder 作用是将接受到的对象转换为字符串，然后继续调用后面的handler。

LineBasedFrameDecoder 以换号符为结束标记的解码器，它依次遍历ByteBuf中的可读字节，如果碰到\n 或\r\n则设置为结束。参数为最大长度，如果读到最大长度还是没有换号则会抛出异常： Unexpected exception from downstream : frame length (16) exceeds the allowed maximum (10)

DelimiterBasedFrameDecoder 是以分隔符作为结束标志的解码器，并且解码时会自动去掉分隔符

FixedLengthFrameDecoder 是用于定长消息的解码器。

下面是一个简单的例子，演示几种decoder的用法：

EchoServer

package com.luangeng.netty.echo;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import io.netty.buffer.Unpooled;

import io.netty.channel.ChannelFuture;

import io.netty.channel.ChannelInitializer;

import io.netty.channel.ChannelOption;

import io.netty.channel.EventLoopGroup;

import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;

import io.netty.channel.socket.SocketChannel;

import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

import io.netty.handler.codec.DelimiterBasedFrameDecoder;

import io.netty.handler.codec.FixedLengthFrameDecoder;

import io.netty.handler.codec.LineBasedFrameDecoder;

import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;

import io.netty.handler.logging.LogLevel;

import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;

/**

 * Created by LG on 2017/11/20.

 */

public class EchoServer {

    public static void main(String[] args) {

        new EchoServer().bind(8080);

    }

    public void bind(int port) {

        //配置服务端的线程组，一个用于服务端接收客户端连接，另一个进行SocketChannel的网络读写

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();

        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {

            //ServerBootstrap启动NIO服务端的辅助启动类

            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)

                    .channel(NioServerSocketChannel.class)

                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)

                    .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))

                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

                        @Override

                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {

                            ByteBuf delimiter = Unpooled.copiedBuffer("$".getBytes());

                            //ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));

                            ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(25));

                            //ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, delimiter));

                            ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());

                            ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());

                        }

                    });

            //绑定端口，sync为同步阻塞方法，等待绑定成功,ChannelFuture用于异步操作的通知回调

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(port).sync();

            System.out.println("server started");

            //等待服务端监听端口关闭

            future.channel().closeFuture().sync();

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            System.out.println("server shuting down");

            //释放线程资源

            bossGroup.shutdownGracefully();

            workerGroup.shutdownGracefully();

        }

    }

}

---

EchoServerHandler

package com.luangeng.netty.echo;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import io.netty.buffer.Unpooled;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

/**

 * Created by LG on 2017/11/20.

 */

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    int count = 0;

    @Override

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {

        String body = (String)msg;

        System.out.println("The server received("+count+++"): " + body);

        body = body + "$";

        ByteBuf response = Unpooled.copiedBuffer(body.getBytes());

        ctx.writeAndFlush(response);//异步发送

    }

    @Override

    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {

        System.out.println("Unexpected exception from downstream : " + cause.getMessage());

        ctx.close();

    }

}

---

EchoClient

package com.luangeng.netty.echo;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import io.netty.buffer.Unpooled;

import io.netty.channel.ChannelFuture;

import io.netty.channel.ChannelInitializer;

import io.netty.channel.ChannelOption;

import io.netty.channel.EventLoopGroup;

import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;

import io.netty.channel.socket.SocketChannel;

import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;

import io.netty.handler.codec.DelimiterBasedFrameDecoder;

import io.netty.handler.codec.FixedLengthFrameDecoder;

import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;

/**

 * Created by LG on 2017/11/20.

 */

public class EchoClient {

    public static void main(String[] args) {

        new EchoClient().connect("127.0.0.1", 8080);

    }

    public void connect(String host, int port) {

        //配置客户端NIO线程组

        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        try {

            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();

            bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class)

                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)

                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {

                            ByteBuf delimiter = Unpooled.copiedBuffer("$".getBytes());

                            //ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));

                            ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(25));

                            //ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, delimiter));

                            ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());

                            ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());

                        }

                    });

            //发起异步连接操作，同步等待连接成功

            ChannelFuture future = bootstrap.connect(host, port).sync();

            System.out.println("client started");

            //等待客户端链路关闭

            future.channel().closeFuture().sync();

        } catch (InterruptedException e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            System.out.println("client shuting down");

            //释放NIO线程组

            group.shutdownGracefully();

        }

    }

}

---

EchoClientHandler

package com.luangeng.netty.echo;

import io.netty.buffer.ByteBuf;

import io.netty.buffer.Unpooled;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

/**

 * Created by LG on 2017/11/20.

 */

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    int count = 0;

    @Override

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {

        String body = (String)msg;

        System.out.println("The server received("+count+++"): " + body);

        body = body + "";

        ByteBuf response = Unpooled.copiedBuffer(body.getBytes());

        ctx.writeAndFlush(response);//异步发送

    }

    @Override

    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {

        System.out.println("Unexpected exception from downstream : " + cause.getMessage());

        ctx.close();

    }

}

---

执行结果：

Server：

2017-11-20 22:21:35,508 INFO [io.netty.handler.logging.LoggingHandler] - [id: 0x9b011f21] REGISTERED
2017-11-20 22:21:35,510 INFO [io.netty.handler.logging.LoggingHandler] - [id: 0x9b011f21] BIND: 0.0.0.0/0.0.0.0:8080
server started
2017-11-20 22:21:35,512 INFO [io.netty.handler.logging.LoggingHandler] - [id: 0x9b011f21, L:/0:0:0:0:0:0:0:0:8080] ACTIVE
2017-11-20 22:21:39,919 INFO [io.netty.handler.logging.LoggingHandler] - [id: 0x9b011f21, L:/0:0:0:0:0:0:0:0:8080] READ: [id: 0x09644a50, L:/127.0.0.1:8080 - R:/127.0.0.1:52039]
2017-11-20 22:21:39,920 INFO [io.netty.handler.logging.LoggingHandler] - [id: 0x9b011f21, L:/0:0:0:0:0:0:0:0:8080] READ COMPLETE
The server received(0): Hi,my name is luangeng
The server received(1): Hi,my name is luangeng
The server received(2): Hi,my name is luangeng
The server received(3): Hi,my name is luangeng
The server received(4): Hi,my name is luangeng
The server received(5): Hi,my name is luangeng
The server received(6): Hi,my name is luangeng
The server received(7): Hi,my name is luangeng
The server received(8): Hi,my name is luangeng
The server received(9): Hi,my name is luangeng

Client：

client started
0 client get: Hi,my name is luangeng
1 client get: Hi,my name is luangeng
2 client get: Hi,my name is luangeng
3 client get: Hi,my name is luangeng
4 client get: Hi,my name is luangeng
5 client get: Hi,my name is luangeng
6 client get: Hi,my name is luangeng
7 client get: Hi,my name is luangeng
8 client get: Hi,my name is luangeng
9 client get: Hi,my name is luangeng

end

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