TCP粘包拆包基本解决方案

上个小节我们浅析了在Netty的使用的时候TCP的粘包和拆包的现象，Netty对此问题提供了相对比较丰富的解决方案

Netty提供了几个常用的解码器，帮助我们解决这些问题，其实上述的粘包和拆包的问题，归根结底的解决方案就是发送端给远程端一个标记，告诉远程端，每个信息的结束标志是什么，这样，远程端获取到数据后，根据跟发送端约束的标志，将接收的信息分切或者合并成我们需要的信息，这样我们就可以获取到正确的信息了

例如，我们刚才的例子中，我们可以在发送的信息中，加一个结束标志，例如两个远程端规定以行来切分数据，那么发送端，就需要在每个信息体的末尾加上行结束的标志，部分代码如下：

修改BaseClientHandler的req的构造：

[java] view plain copy
 
  1. public BaseClientHandler() {  
  2. //        req = ("BazingaLyncc is learner").getBytes();  
  3.         req = ("In this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Brian Goetz. His book w"  
  4.                 + "ill give We’ve reached an exciting point—in the next chapter we’ll discuss bootstrapping, the process "  
  5.                 + "of configuring and connecting all of Netty’s components to bring your learned about threading models in ge"  
  6.                 + "neral and Netty’s threading model in particular, whose performance and consistency advantages we discuss"  
  7.                 + "ed in detail In this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Brian Goetz. Hi"  
  8.                 + "s book will give We’ve reached an exciting point—in the next chapter we’ll discuss bootstrapping, the"  
  9.                 + " process of configuring and connecting all of Netty’s components to bring your learned about threading "  
  10.                 + "models in general and Netty’s threading model in particular, whose performance and consistency advantag"  
  11.                 + "es we discussed in detailIn this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Bri"  
  12.                 + "an Goetz. His book will give We’ve reached an exciting point—in the next chapter;the counter is: 1 2222"  
  13.                 + "sdsa ddasd asdsadas dsadasdas" + System.getProperty("line.separator")).getBytes();  
  14.     }  

我们在我们巨长的req中末尾加了System.getProperty("line.separator")，这样相当于给req打了一个标记

打完标记，其实我们这个示例中的server中还不知道是以行为结尾的，所以我们需要修改server的handler链，在inbound链中加一个额外的处理链，判断一下，获取的信息按照行来切分，我们很庆幸，这样枯燥的代码Netty已经帮我们完美地完成了，Netty提供了一个LineBasedFrameDecoder这个类，顾名思义，这个类名字中有decoder，说明是一个解码器，我们再看看它的详细声明：

[java] view plain copy
 
  1. /** 
  2.  * A decoder that splits the received {@link ByteBuf}s on line endings. 
  3.  * <p> 
  4.  * Both {@code " "} and {@code " "} are handled. 
  5.  * For a more general delimiter-based decoder, see {@link DelimiterBasedFrameDecoder}. 
  6.  */  
  7. public class LineBasedFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder {  
  8.   
  9.     /** Maximum length of a frame we're willing to decode.  */  
  10.     private final int maxLength;  
  11.     /** Whether or not to throw an exception as soon as we exceed maxLength. */  
  12.     private final boolean failFast;  
  13.     private final boolean stripDelimiter;  
  14.   
  15.     /** True if we're discarding input because we're already over maxLength.  */  
  16.     private boolean discarding;  
  17.     private int discardedBytes;  

它是继承ByteToMessageDecoder的，是将byte类型转化成Message的，所以我们应该将这个解码器放在inbound处理器链的第一个，所以我们修改一下Server端的启动代码：

[java] view plain copy
 
  1. package com.lyncc.netty.stickpackage.myself;  
  2.   
  3. import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;  
  4. import io.netty.channel.ChannelFuture;  
  5. import io.netty.channel.ChannelInitializer;  
  6. import io.netty.channel.ChannelOption;  
  7. import io.netty.channel.EventLoopGroup;  
  8. import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;  
  9. import io.netty.channel.socket.SocketChannel;  
  10. import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;  
  11. import io.netty.handler.codec.LineBasedFrameDecoder;  
  12. import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;  
  13.   
  14. import java.net.InetSocketAddress;  
  15.   
  16. public class BaseServer {  
  17.   
  18.     private int port;  
  19.       
  20.     public BaseServer(int port) {  
  21.         this.port = port;  
  22.     }  
  23.       
  24.     public void start(){  
  25.         EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);  
  26.         EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();  
  27.         try {  
  28.             ServerBootstrap sbs = new ServerBootstrap().group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))  
  29.                     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {  
  30.                           
  31.                         protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {  
  32.                             ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(2048));  
  33.                             ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());  
  34.                             ch.pipeline().addLast(new BaseServerHandler());  
  35.                         };  
  36.                           
  37.                     }).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)     
  38.                     .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);  
  39.              // 绑定端口，开始接收进来的连接  
  40.              ChannelFuture future = sbs.bind(port).sync();    
  41.                
  42.              System.out.println("Server start listen at " + port );  
  43.              future.channel().closeFuture().sync();  
  44.         } catch (Exception e) {  
  45.             bossGroup.shutdownGracefully();  
  46.             workerGroup.shutdownGracefully();  
  47.         }  
  48.     }  
  49.       
  50.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  51.         int port;  
  52.         if (args.length > 0) {  
  53.             port = Integer.parseInt(args[0]);  
  54.         } else {  
  55.             port = 8080;  
  56.         }  
  57.         new BaseServer(port).start();  
  58.     }  
  59. }  

这样，我们只是在initChannel方法中增加了一个LineBasedFrameDecoder这个类，其中2048是规定一行数据最大的字节数

我们再次运行，我们再看看效果：

可以看到客户端发送的两次msg，被服务器端成功地两次接收了，我们要的效果达到了

我们将LineBasedFrameDecoder中的2048参数，缩小一半，变成1024，我们再看看效果：

出现了异常，这个异常时TooLongFrameException,这个异常在Netty in Action中介绍过，帧的大小太大，在我们这个场景中，就是我们发送的一行信息大小是1076，大于了我们规定的1024所以报错了

我们再解决另一个粘包的问题，我们可以看到上节中介绍的那个粘包案例中，我们发送了100次的信息“BazingaLyncc is learner”，这个案例很特殊，这个信息是一个特长的数据，字节长度是23，所以我们可以使用Netty为我们提供的FixedLengthFrameDecoder这个解码器，看到这个名字就明白了大半，定长数据帧的解码器，所以我们修改一下代码：

BaseClientHandler：

[java] view plain copy
 
  1. package com.lyncc.netty.stickpackage.myself;  
  2.   
  3. import io.netty.buffer.ByteBuf;  
  4. import io.netty.buffer.Unpooled;  
  5. import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;  
  6. import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;  
  7.   
  8. public class BaseClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter{  
  9.       
  10.     private byte[] req;  
  11.       
  12.     public BaseClientHandler() {  
  13.         req = ("BazingaLyncc is learner").getBytes();  
  14. //        req = ("In this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Brian Goetz. His book w"  
  15. //                + "ill give We’ve reached an exciting point—in the next chapter we’ll discuss bootstrapping, the process "  
  16. //                + "of configuring and connecting all of Netty’s components to bring your learned about threading models in ge"  
  17. //                + "neral and Netty’s threading model in particular, whose performance and consistency advantages we discuss"  
  18. //                + "ed in detail In this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Brian Goetz. Hi"  
  19. //                + "s book will give We’ve reached an exciting point—in the next chapter we’ll discuss bootstrapping, the"  
  20. //                + " process of configuring and connecting all of Netty’s components to bring your learned about threading "  
  21. //                + "models in general and Netty’s threading model in particular, whose performance and consistency advantag"  
  22. //                + "es we discussed in detailIn this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Bri"  
  23. //                + "an Goetz. His book will give We’ve reached an exciting point—in the next chapter;the counter is: 1 2222"  
  24. //                + "sdsa ddasd asdsadas dsadasdas" + System.getProperty("line.separator")).getBytes();  
  25.     }  
  26.       
  27.       
  28.     @Override  
  29.     public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {  
  30.         ByteBuf message = null;  
  31.         for (int i = 0; i < 100; i++) {  
  32.             message = Unpooled.buffer(req.length);  
  33.             message.writeBytes(req);  
  34.             ctx.writeAndFlush(message);  
  35.         }  
  36. //        message = Unpooled.buffer(req.length);  
  37. //        message.writeBytes(req);  
  38. //        ctx.writeAndFlush(message);  
  39. //        message = Unpooled.buffer(req.length);  
  40. //        message.writeBytes(req);  
  41. //        ctx.writeAndFlush(message);  
  42.     }  
  43.   
  44.     @Override  
  45.     public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {  
  46.         ctx.close();  
  47.     }  
  48.   
  49. }  

BaseServer：

[java] view plain copy
 
  1. package com.lyncc.netty.stickpackage.myself;  
  2.   
  3. import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;  
  4. import io.netty.channel.ChannelFuture;  
  5. import io.netty.channel.ChannelInitializer;  
  6. import io.netty.channel.ChannelOption;  
  7. import io.netty.channel.EventLoopGroup;  
  8. import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;  
  9. import io.netty.channel.socket.SocketChannel;  
  10. import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;  
  11. import io.netty.handler.codec.FixedLengthFrameDecoder;  
  12. import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;  
  13.   
  14. import java.net.InetSocketAddress;  
  15.   
  16. public class BaseServer {  
  17.   
  18.     private int port;  
  19.       
  20.     public BaseServer(int port) {  
  21.         this.port = port;  
  22.     }  
  23.       
  24.     public void start(){  
  25.         EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);  
  26.         EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();  
  27.         try {  
  28.             ServerBootstrap sbs = new ServerBootstrap().group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))  
  29.                     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {  
  30.                           
  31.                         protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {  
  32.                             ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(23));  
  33.                             ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());  
  34.                             ch.pipeline().addLast(new BaseServerHandler());  
  35.                         };  
  36.                           
  37.                     }).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)     
  38.                     .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);  
  39.              // 绑定端口，开始接收进来的连接  
  40.              ChannelFuture future = sbs.bind(port).sync();    
  41.                
  42.              System.out.println("Server start listen at " + port );  
  43.              future.channel().closeFuture().sync();  
  44.         } catch (Exception e) {  
  45.             bossGroup.shutdownGracefully();  
  46.             workerGroup.shutdownGracefully();  
  47.         }  
  48.     }  
  49.       
  50.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  51.         int port;  
  52.         if (args.length > 0) {  
  53.             port = Integer.parseInt(args[0]);  
  54.         } else {  
  55.             port = 8080;  
  56.         }  
  57.         new BaseServer(port).start();  
  58.     }  
  59. }  

我们就是在channelhandler链中，加入了FixedLengthFrameDecoder，且参数是23，告诉Netty，获取的帧数据有23个字节就切分一次

运行结果：

可以看见，我们获取到了我们想要的效果

当然Netty还提供了一些其他的解码器，有他们自己的使用场景，例如有按照某个固定字符切分的DelimiterBasedFrameDecoder的解码器

我们再次修改代码：

BaseClientHandler.java

[html] view plain copy
 
  1. package com.lyncc.netty.stickpackage.myself;  
  2.   
  3. import io.netty.buffer.ByteBuf;  
  4. import io.netty.buffer.Unpooled;  
  5. import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;  
  6. import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;  
  7.   
  8. public class BaseClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter{  
  9.       
  10.     private byte[] req;  
  11.       
  12.     public BaseClientHandler() {  
  13. //        req = ("BazingaLyncc is learner").getBytes();  
  14.         req = ("In this chapter you general, we recommend Java Concurrency in Practice by Brian Goetz. $$__ His book w"  
  15.                 + "ill give We’ve reached an exciting point—in the next chapter we’ll $$__ discuss bootstrapping, the process "  
  16.                 + "of configuring and connecting all of Netty’s components to bring $$__ your learned about threading models in ge"  
  17.                 + "neral and Netty’s threading model in particular, whose performance $$__ and consistency advantages we discuss"  
  18.                 + "ed in detail In this chapter you general, we recommend Java  $$__Concurrency in Practice by Brian Goetz. Hi"  
  19.                 + "s book will give We’ve reached an exciting point—in the next $$__ chapter we’ll discuss bootstrapping, the"  
  20.                 + " process of configuring and connecting all of Netty’s components $$__ to bring your learned about threading "  
  21.                 + "models in general and Netty’s threading model in particular, $$__ whose performance and consistency advantag"  
  22.                 + "es we discussed in detailIn this chapter you general, $$__ we recommend Java Concurrency in Practice by Bri"  
  23.                 + "an Goetz. His book will give We’ve reached an exciting $$__ point—in the next chapter;the counter is: 1 2222"  
  24.                 + "sdsa ddasd asdsadas dsadasdas" + System.getProperty("line.separator")).getBytes();  
  25.     }  
  26.       
  27.       
  28.     @Override  
  29.     public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {  
  30.         ByteBuf message = null;  
  31. //        for (int i = 0; i < 100; i++) {  
  32. //            message = Unpooled.buffer(req.length);  
  33. //            message.writeBytes(req);  
  34. //            ctx.writeAndFlush(message);  
  35. //        }  
  36.         message = Unpooled.buffer(req.length);  
  37.         message.writeBytes(req);  
  38.         ctx.writeAndFlush(message);  
  39.         message = Unpooled.buffer(req.length);  
  40.         message.writeBytes(req);  
  41.         ctx.writeAndFlush(message);  
  42.     }  
  43.   
  44.     @Override  
  45.     public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {  
  46.         ctx.close();  
  47.     }  
  48.   
  49. }  

我们在req的字符串中增加了“$$__”这样的切割符，然后再Server中照例增加一个DelimiterBasedFrameDecoder，来切割字符串：

[html] view plain copy
 
  1. ServerBootstrap sbs = new ServerBootstrap().group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))  
  2.                     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {  
  3.                           
  4.                         protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {  
  5.                             ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024,Unpooled.copiedBuffer("$$__".getBytes())));  
  6.                             ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());  
  7.                             ch.pipeline().addLast(new BaseServerHandler());  
  8.                         };  
  9.                           
  10.                     }).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)     
  11.                     .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);  

我们在initChannel中第一个inbound中增加了DelimiterBasedFrameDecoder，且规定切割符就是“$$__”，这样就能正常切割了，我们看看运行效果：

可以看到被分了20次读取，我们可以这样理解，客户端发送了2次req字节，每个req中有10个“$$__”，这样就是第11次切割的时候其实发送了粘包，第一个req中末尾部分和第二次的头部粘在了一起，作为第11部分的内容

而最后一部分的内容因为没有"$$__"切割，所以没有打印在控制台上~

其实这类的Handler还是相对比较简单的，真实的生产环境这些decoder只是作为比较基本的切分类，但是这些decoder还是很好用的~

希望讲的对您有所帮助~END~

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