Netty 源码解析(1)

33、Netty 源码解析 - TCP粘包和拆包

一、基本介绍

1、TCP 是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，发送端为了将多个发给接收端的包，更有效的发给对方，使用了优化方法（Nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据库，然后进行封包。这样做虽然提高了效率，但是接收端就难于分辨出完整的数据包了，因为面向流的通信是无消息保护边界的。
2、由于TCP无消息保护边界，需要在接受端处理消息边界问题，也就是我们所说的粘包、拆包问题。
3、TCP粘包、拆包图解
假设客户端分别发送了两个数据包D1和D2给服务器端，由于服务器端一次读取到字节数是不确定的，故可能存在以下四种情况：

1、服务器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；
2、服务器端一次接收到了两个数据包，D1和D2粘合在一起，称之为TCP粘包；
3、服务器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；
4、服务器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；

二、实例

在编写Netty程序时，如果没有做处理，就会发生粘包和拆包的问题。

2.1 服务器端

启动类：

public class MyServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {

            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

            bootstrap.group(bossGroup,workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new MyServerInitializer()); // 自定义一个初始化类

            ChannelFuture future = bootstrap.bind(7000).sync();

            future.channel().closeFuture().sync();

        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

初始化类：

public class MyServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {

        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyServerHandler());

    }
}

服务器端处理器：

public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {

    private int count;

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {

        byte[] buf = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(buf);

        // 将 buf 转成字符串
        String message = new String(buf, Charset.forName("utf-8"));

        System.out.println("服务器接收到数据 " + message);
        System.out.println("服务器接收到消息量=" + (++this.count));

        // 服务器回送数据给客户端，回送一个随机id
        ByteBuf responseBuf = Unpooled.copiedBuffer(UUID.randomUUID().toString() + " ", Charset.forName("utf-8"));
        ctx.writeAndFlush(responseBuf);
    }

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

2.2 客户端