TCP粘包/拆包
Tcp是個“流”協定，所謂流就是沒有界限的一串資料。可以類比一下水流，沒有分極限。TCP底層并不了解上層業務資料的具體含義，它會根據TCP緩沖區的實際情況進行包的劃分。是以一個業務資料可能被TCP拆分成多個包進行發送，也有可能把多個小的資料包封裝成一個大的資料包發送。這就是TCP的拆包和粘包。
出現TCP拆包/粘包的幾個原因：
- 程式write寫入的位元組大小大于套接口發送緩沖區大小。
- 進行MSS（TCP傳輸時的最大封包段長度）大小的TCP分段。
- 以太網幀的payload（封裝後的不含頭和尾的資料包部分）大于MTU( 最大傳輸單元（)進行IP分片。
TCP拆包/粘包問題的解決政策：
- 消息定長，例如，每個封包的大小固定長度為200位元組，如果不夠，空位補空格。
- 在包尾增加回車換行符進行分割，例如FTP協定。
- 将特殊字元作為消息結束的标志，回車換行符隻是其中的一種。
- 将消息分為消息頭和消息體，消息頭中包含表示消息長度的字段，通常設計思路為消息頭的第一個字段使用int32來表示消息的總長度。
Netty對于粘包/拆包問題重制
重制問題，将上一篇文章中的代碼進行修改。
1.服務端修改NettyServerHandler類，加一個計數器：
public class NettyServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {
private int count = ;//記錄用戶端請求次數。
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws UnsupportedEncodingException {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
buf.readBytes(req);
String body = new String(req,"UTF-8");
System.out.println("收到用戶端消息:" + body + ";次數是:" + count++);
String currentTime = "query".equalsIgnoreCase(body)?new java.util.Date(System.currentTimeMillis()).toString():"error";
ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
ctx.write(resp);
}
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.flush();
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
2.用戶端修改NettyClientHandler類，向服務端寫100次資料。
public class NettyClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ByteBuf firstMessage = null;
//此處做了修改。
byte[] req = ("query"+System.getProperty("line.separator")).getBytes();
for(int j=; j<; j++){
firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);
firstMessage.writeBytes(req);
ctx.writeAndFlush(firstMessage);
}
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
buf.readBytes(req);
String body = new String(req,"UTF-8");
System.out.println("Now is : " + body);
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
服務端的運作結果如下，次數并不是100次，而是發生了粘包，如果把用戶端的字元串換成一個更長的字元串，效果會更明顯。
用戶端的運作結果如下，用戶端在接收消息時也發生了粘包，收到了兩個連在一起的error字元串。
Netty對于粘包/拆包問題的初步解決
分别在服務端和用戶端的初始化時使用了兩個解碼器LineBasedFrameDecoder和StringDecoder，這兩個解碼器是通過換行符來配合實作的拆包粘包。
服務端修改内容如下
//修改了NettyServerInit類
public class NettyServerInit extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
socketChannel.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder());
//添加了下面兩行。
socketChannel.pipeline().addLast(new StringDecoder());
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
}
//NettyServerHandler修改如下：
public class NettyServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {
private int count = ;
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws UnsupportedEncodingException {
//直接強轉了消息，不用再處理
String body = (String) msg;
System.out.println("收到用戶端消息:" + body + "次數是:" + ++count);
String currentTime = ("query".equalsIgnoreCase(body)?new java.util.Date(System.currentTimeMillis()).toString():"error") +System.getProperty("line.separator");
ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
ctx.writeAndFlush(resp);
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
用戶端端修改内容如下
public class NettyClient {
public void connect(int port,String host) throws InterruptedException {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.TCP_NODELAY,true)
.handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder());
//在此處加了兩個解碼器。
ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
}
});
ChannelFuture f = b.connect("192.168.1.104",port).sync();
f.channel().closeFuture().sync();
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new NettyClient().connect(,"127.0.0.1");
}
}
public class NettyClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {
private int count = ;
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ByteBuf firstMessage = null;
byte[] req = ("query"+System.getProperty("line.separator")).getBytes();
for(int j=; j<; j++){
firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);
firstMessage.writeBytes(req);
ctx.writeAndFlush(firstMessage);
}
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
//此處不用再處理消息，直接強轉即可。
String body = (String) msg;
System.out.println("第" + ++count + "次收到時間N : " + body);
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
服務端運作結果如下：
用戶端運作結果如下：
可以發現，服務端和用戶端都達到了預期效果，用戶端發送了100次消息，服務端響應了100次消息。
Netty對于粘包/拆包問題其他解決方案
LineBasedFrameDecoder是通過換行符來實作的拆包粘包，Netty中還有兩種常見的解碼器，分别是利用“分隔符”和“定長”的解碼器。
文章最開始提到了TCP拆包/粘包問題的解決政策，大體分為4種，Netty分别對這四種進行了抽象。
- DelimiterBasedFrameDecoder自定義消息分隔符解碼器。
- FixedLengthFrameDecoder固定長度解碼器。