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Netty分隔符和定长解码器使用

乌龙茶3297 2022-07-04 阅读 68
Netty分隔符解码器定长解码器.net客户端编程语言

  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

Netty分隔符和定长解码器使用_分隔符解码器

客户端运行结果

Netty分隔符和定长解码器使用_Netty_02

  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:

Netty分隔符和定长解码器使用_客户端_03

Netty分隔符和定长解码器使用_客户端_04

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

Netty分隔符和定长解码器使用_分隔符解码器_05

EchoServerHandler

Netty分隔符和定长解码器使用_定长解码器_06

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

Netty分隔符和定长解码器使用_定长解码器_07

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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