Netty入門-通信協定編解碼

• 設計通信協定 

1. 首先，第一個字段是魔數，通常情況下為固定的幾個位元組（我們這邊規定為4個位元組）。 為什麼需要這個字段，而且還是一個固定的數？假設我們在伺服器上開了一個端口，比如 80 端口，如果沒有這個魔數，任何資料包傳遞到伺服器，伺服器都會根據自定義協定來進行處理，包括不符合自定義協定規範的資料包。例如，我們直接通過 

   http://伺服器ip

    來通路伺服器（預設為 80 端口）， 服務端收到的是一個标準的 HTTP 協定資料包，但是它仍然會按照事先約定好的協定來處理 HTTP 協定，顯然，這是會解析出錯的。而有了這個魔數之後，服務端首先取出前面四個位元組進行比對，能夠在第一時間識别出這個資料包并非是遵循自定義協定的，也就是無效資料包，為了安全考慮可以直接關閉連接配接以節省資源。在 Java 的位元組碼的二進制檔案中，開頭的 4 個位元組為

   0xcafebabe

    用來辨別這是個位元組碼檔案，亦是異曲同工之妙。
2. 接下來一個位元組為版本号，通常情況下是預留字段，用于協定更新的時候用到，有點類似 TCP 協定中的一個字段辨別是 IPV4 協定還是 IPV6 協定，大多數情況下，這個字段是用不到的，不過為了協定能夠支援更新，我們還是先留着。
3. 第三部分，序列化算法表示如何把 Java 對象轉換二進制資料以及二進制資料如何轉換回 Java 對象，比如 Java 自帶的序列化，json，hessian 等序列化方式。
4. 第四部分的字段表示指令，關于指令相關的介紹，我們在前面已經讨論過，服務端或者用戶端每收到一種指令都會有相應的處理邏輯，這裡，我們用一個位元組來表示，最高支援256種指令，對于我們這個 IM 系統來說已經完全足夠了。
5. 接下來的字段為資料部分的長度，占四個位元組。
6. 最後一個部分為資料内容，每一種指令對應的資料是不一樣的，比如登入的時候需要使用者名密碼，收消息的時候需要使用者辨別和具體消息内容等等。

傳輸的資料示例：

•  編碼：

public ByteBuf encode() {
        // 1. 建立 ByteBuf 對象
        //傳回适配 io 讀寫相關的記憶體，它會盡可能建立一個直接記憶體，直接記憶體可以了解為不受 jvm 堆管理的記憶體空間，寫到 IO 緩沖區的效果更高。
        ByteBuf byteBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.ioBuffer();
        // 2. 序列化 Java 對象
        byte[] bytes = "傳輸的資料".getBytes();

        // 3. 實際編碼過程
        byteBuf.writeInt(1);//魔數，4個位元組
        byteBuf.writeByte(1);//版本号 1個位元組
        byteBuf.writeByte(1);//序列化算法 1個位元組
        byteBuf.writeByte(1);//指令 1個位元組
        byteBuf.writeInt(bytes.length);//資料部分的長度 4個位元組
        byteBuf.writeBytes(bytes);//資料内容

        return byteBuf;
    }
           

• 解碼：

public void decode(ByteBuf byteBuf) {
        // 假定 decode 方法傳遞進來的 ByteBuf 已經是合法的，跳過 magic number
        byteBuf.skipBytes(4);

        // 跳過版本号
        byteBuf.skipBytes(1);

        // 序列化算法辨別
        byte serializeAlgorithm = byteBuf.readByte();

        // 指令
        byte command = byteBuf.readByte();

        // 資料包長度
        int length = byteBuf.readInt();
        System.out.println("資料包長度="+length);

        byte[] bytes = new byte[length];
        byteBuf.readBytes(bytes);

        System.out.println("資料："+new String(bytes));
    }