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Netty入门 - TCP 粘包和拆包及解决方案

来源：步旅网

TCP 粘包和拆包基本介绍

服务端分两次读取到了两个独立的数据包，分别是 D1 和 D2，没有粘包和拆包
服务端一次接受到了两个数据包，D1 和 D2 粘合在一起，称之为 TCP 粘包
服务端分两次读取到了数据包，第一次读取到了完整的 D1 包和 D2 包的部分内容，第二次读取到了 D2 包的剩余内容，这称之为 TCP 拆包
服务端分两次读取到了数据包，第一次读取到了 D1 包的部分内容 D1_1，第二次读取到了 D1 包的剩余部分内容 D1_2 和完整的 D2 包

TCP 粘包和拆包解决方案

使用自定义协议 + 编解码器来解决
关键就是要解决服务器端每次读取数据长度的问题, 这个问题解决，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而避免的 TCP 粘包、拆包。

案例

要求

要求客户端发送 5 个 Message 对象, 客户端每次发送一个 Message 对象
服务器端每次接收一个 Message, 分 5 次进行解码，每读取到一个 Message , 会回复一个 Message 对象给客户端.

代码

创建实体类解析包

@Data
public class MessageProtocol {
    private int len;//关键 字节数组的长度
    private byte[] content; //信息的字节数组
}

创建编码器

/**
 * 编码器，将业务数据编码成二进制文件
 */
public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder<MessageProtocol> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, MessageProtocol messageProtocol, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageEncoder encode 方法被调用");
        //将实体类的数据 写入缓存区中
        byteBuf.writeInt(messageProtocol.getLen());
        byteBuf.writeBytes(messageProtocol.getContent());
    }
}

创建解码器

/**
 * 解码器，将二进制文件解码成实体类对象
 */
public class MyMessageDecoder extends ReplayingDecoder<Void> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf, List<Object> list) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageDecoder decode 被调用");
        //需要将得到二进制字节码-> MessageProtocol 数据包(对象)
        int length = byteBuf.readInt();
        byte[] content = new byte[length];
        byteBuf.readBytes(content);
        //封装成 MessageProtocol 对象，放入 out， 传递下一个 handler 业务处理
        MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
        messageProtocol.setLen(length);
        messageProtocol.setContent(content);
        list.add(messageProtocol);
    }
}

创建服务器handler

/**
 * 处理业务的handler
 */
public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol> {
    private int count;

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { //cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

    //对读取的数据处理
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception {
        //接受到数据 解析数据
        int len = msg.getLen();
        byte[] content = msg.getContent();
        System.out.println("-----------");
        System.out.println("服务器接收到信息如下");
        System.out.println("长度=" + len);
        System.out.println("内容=" + new String(content, Charset.forName("utf-8")));

        System.out.println("服务器接收到消息包数量=" + (++this.count));
        //回复消息
        String str = UUID.randomUUID().toString();
        byte[] bytes = str.getBytes(Charset.forName("utf-8"));
        MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
        messageProtocol.setLen(bytes.length);
        messageProtocol.setContent(bytes);
        //利用上下文读取且将刷新缓冲区
        ctx.writeAndFlush(messageProtocol);
    }
}

创建客户端handler

/**
 * 客户端处理Handler
 */
public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol> {
    private int count;

    //连接请求时候触发
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //使用客户端发送 10 条数据
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            String msg = "天太热了";
            byte[] bytes = msg.getBytes(Charset.forName("utf-8"));
            int len = bytes.length;
            //创建协议包对象
            MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
            messageProtocol.setContent(bytes);
            messageProtocol.setLen(len);
            ctx.writeAndFlush(messageProtocol);
        }
    }

    //读取信息处理
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception {
        int len = msg.getLen();
        byte[] content = msg.getContent();
        System.out.println("客户端收到了信息");
        System.out.println("消息长度" + len);
        System.out.println("消息内容" + new String(content, Charset.forName("utf-8")));
        System.out.println("客户端接收消息数量=" + (++this.count));
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常消息=" + cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

创建服务器

public class MyServer {
    public static void main(String[] args) {
        NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        NioEventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new MyMessageDecoder());
                            ch.pipeline().addLast(new MyMessageEncoder());
                            ch.pipeline().addLast(new MyServerHandler());
                        }
                    });
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(8000).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

创建客户端

public class MyClient {
    public static void main(String[] args) {
        NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new MyMessageEncoder());
                            ch.pipeline().addLast(new MyMessageDecoder());
                            ch.pipeline().addLast(new MyClientHandler());
                        }
                    });
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8000).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }

    }
}

总结

避免网络传送过程中造成的粘包和拆包的最主要手段，利用 使用自定义协议 + 编解码器 ，在本次案例中，利用在传输过程中的解析包实体类的len长度，来确定一个消息的长度，来作为解析时候解析消息的长度来判断是否粘包和拆包

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