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Netty分隔符和定长解码器使用

  TCP以流的方式进行数据传输,上层的应用协议为了对消息进行区分,往往采用如下4种方式

  1. 消息长度固定,累计读取到长度总和为定长的LEN的报文后,就认为读取到了一个完整的消息,将计数器置位,重新开始读取下一个数据报。
  2. 将回车换行符作为消息的结束标志,例如FTP协议,这种方式在文本协议中应用比较广泛;
  3. 将特殊的分隔符作为消息的结束标志,回车换行符就是一种特殊的结束分隔符
  4. 通过在消息头中定义长度字段来标志消息的总长度。

  Netty对上面4中应用做了统一的抽象,提供了4中解码器来解决对应的问题,使用起来非常方便,有了这些解码器,用户不需要自己对读取的报文进行人工解码,也不需要考虑TCP的粘包和拆包。

DelimiterBasedFrameDecoder

  DelimiterBasedFrameDecoder可以帮助我们自动完成以分隔符作为码流结束标示的消息的解码。通过案例我们具体来看下,案例中以"$_"作为分隔符

服务端

EchoServer

package com.dpb.netty.demo3;

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.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.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;

/**
 * DelimiterBasedFrameDecoder案例
 * 		服务端
 * @author 波波烤鸭
 * @email dengpbs@163.com
 *
 */
public class EchoServer {

	public void bind(int port) throws Exception {
		// 配置服务端的NIO线程组
		// 服务端接受客户端的连接
		NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
		// 进行SocketChannel的网络读写
		NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
		try {
			ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
			b.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 {
							// 1.定义分隔符
							ByteBuf delimiter = Unpooled.copiedBuffer("$_".getBytes());
							// 2.添加分隔符解码器 单条消息最大长度1024,
							// 当到达长度后仍然没有查找到分隔符,就抛TooLongFrameException
							// 第二个参数是分隔符缓冲对象
							ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, delimiter));
							// 3.添加字符串处理解码器
							ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
							// 4.添加自定义的处理器
							ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());

						}
					});

			// 绑定端口,同步等待成功
			ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
			// 等待服务端监听端口关闭
			f.channel().closeFuture().sync();
		} finally {
			// 优雅退出,释放线程池资源
			bossGroup.shutdownGracefully();
			workerGroup.shutdownGracefully();
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		int port = 8080;
		if(args!=null && args.length > 0){
			try{
				port = Integer.valueOf(args[0]);
			}catch(NumberFormatException e){
				// 采用默认值
			}
		}
		new EchoServer().bind(port);
	}

}

EchoServerHandler

package com.dpb.netty.demo3;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

/**
 * DelimiterBasedFrameDecoder 案例
 *  	自定义处理器
 * @author 波波烤鸭
 * @email dengpbs@163.com
 *
 */
public class EchoServerHandler extends ChannelHandlerAdapter{

	// 统计接收消息的数量
	private int counter;

	@Override
	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
		// 获取客户端传递的消息
		String body = (String) msg;
		// 打印消息
		System.out.println("This is "+ ++counter + " times receive client :["+body+"]");
		// 分隔符已经被截取掉了,响应信息的时候我们需要再加上分隔符
		body += "$_";
		ByteBuf echo = Unpooled.copiedBuffer(body.getBytes());
		ctx.writeAndFlush(echo);
	}
	
	@Override
	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
		cause.printStackTrace();
		ctx.close(); // 发生异常关闭链路
	}
}

客户断

EchoClient

package com.dpb.netty.demo3;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
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.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.DelimiterBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;

/**
 * DelimiterBasedFrameDecoder 案例 客户端
 * 
 * @author 波波烤鸭
 * @email dengpbs@163.com
 *
 */
public class EchoClient {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		int port = 8080;
		if (args != null && args.length > 0) {
			try {
				port = Integer.valueOf(args[0]);
			} catch (NumberFormatException e) {
				// 采用默认值
			}
		}
		new EchoClient().connector(port, "127.0.0.1");
	}

	public void connector(int port, String host) throws Exception {
		// 配置客户端NIO线程组
		EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
		try {
			Bootstrap b = new Bootstrap();
			b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
							.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
							.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

				@Override
				protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
					// TODO Auto-generated method stub
					// 1.定义分隔符
					ByteBuf delimiter = Unpooled.copiedBuffer("$_".getBytes());
					// 2.添加分隔符解码器
					ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, delimiter));
					// 3.添加字符串处理解码器
					ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
					// 4.添加自定义的处理器
					ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());
				}
			});

			// 发起异步连接操作
			ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();
			// 等待客户端链路关闭
			f.channel().closeFuture().sync();
		} finally {
			// 优雅退出,释放NIO线程组
			group.shutdownGracefully();
		}
	}

}

EchoClientHandler

package com.dpb.netty.demo3;

import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
/**
 * DelimiterBasedFrameDecoder 案例
 * 	自定义客户端处理器
 * @author 波波烤鸭
 * @email dengpbs@163.com
 *
 */
public class EchoClientHandler extends ChannelHandlerAdapter{

	private int counter;
	
	static final String ECHO_REQ = "Hi , bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_";

	public EchoClientHandler(){
		
	}

	@Override
	public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			// 发送消息别立马刷新
			ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer(ECHO_REQ.getBytes()));
		}
	}

	@Override
	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("This is "+ ++counter + "time recevice server :【"+msg+"】");
	}
	
	@Override
	public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		ctx.flush();
	}

	@Override
	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		cause.printStackTrace();
		ctx.close();
	}
}

测试

服务端运行结果

客户端运行结果

  服务端成功接收到了客户端发送的10条信息,客户端成功接收到了服务端返回的10条信息,测试结果表明使用DelimiterBasedFrameDecoder可以自动对采用分隔符做码流结束标识的消息进行解码。运行多次的原因是模拟TCP粘包/拆包,如果没有DelimiterBasedFrameDecoder解码处理,服务端和客户端都将运行失败,如下:

输出结果:

This is 1 times receive client :
[Hi , bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_Hi , 
bobo烤鸭. Welcome to Netty.$_]

客户端发送的10条信息,在服务端粘包成一条信息了。那么响应信息肯定也是一条了。

FixedLengthFrameDecoder

  FixedLengthFrameDecoder是固定长度解码器,它能够按照指定的长度对消息进行自动解码,开发者不需要考虑TCP的粘包/拆包问题,非常使用。通过案例来演示。

服务端

  服务端还是用上个案例中的代码,我们需要调整两处地方 EchoServer

EchoServerHandler

客户端

  客户端不用处理,就用上面案例中的就可以,服务端不返回响应,所以客户端也不用处理响应的数据。直接运行客户端

总结

  DelimiterBasedFrameDecoder用于对使用分隔符结尾的信息进行自动解码,FixedLengthFrameDecoder用于对固定长度的消息进行自动解码,有了上述两种解码器再结合其他的解码器,如字符串解码器等,可以轻松地完成对很多消息自动解码,而且不再需要考虑TCP粘包/拆包导致的读半包问题,极大地提升了开发效率。

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