Netty进阶：粘包与半包-解决方案
短链接
客户端每次向服务器发送数据后，就与服务器断开连接，此时的消息边界为连接建立到连接断开。这时便无需使用滑动窗口等技术来缓冲数据，则不会发生粘包现象。但如果一次性发送数据过多，接收方无法一次性容纳所有数据，还会发生半包现象，所以短链接无法解决半包现象。
客户端代码改进
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
log.debug("sending...");
ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer(16);
buffer.writeBytes(new byte[]{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15});
ctx.writeAndFlush(buffer);
// 使用短链接，每次发送完毕后就断开连接
ctx.channel().close();
}封装发送方法，调用10次发送，模拟发送数据
public static void main(String[] args) {
// 发送10次
for (int i = 0; i < 10; i++) {
send();
}
}定长解码器
客户端与服务器约定一个最大长度，保证客户端每次发送数据都不会大于该最大长度，若发送数据长度不足，则需要补齐至该长度。
服务器接收数据时，将接收到的数据按约定的最大长度进行拆分，即使发送过程中产生了粘包，也可以通过定长解码器将数据正确的拆分。服务器需要用到FixedLengthFrameDecoder 对数据进行定长解码。
ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(16));
客户端代码
// 约定最大长度为16
final int maxLength = 16;
// 被发送的数据
char c = 'a';
// 向服务器发送10个报文
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer(maxLength);
// 定长byte数组，未使用部分会以0进行填充
byte[] bytes = new byte[maxLength];
// 生成长度为0~15的数据
for (int j = 0; j < (int)(Math.random()*(maxLength-1)); j++) {
bytes[j] = (byte) c;
}
buffer.writeBytes(bytes);
c++;
// 将数据发送给服务器
ctx.writeAndFlush(buffer);
}服务器端代码
使用FixedLengthFrameDecoder对粘包数据进行拆分，该handler需要添加在LoggingHandler之前，保证数据在打印时已经拆分
// 通过定长解码器对粘包数据进行拆分
ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(16));
ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));行解码器
行解码器是通过分隔符对数据进行拆分
可以通过LineBasedFrameDecoder(int maxLength)来拆分以换行符(\n)为分隔符的数据，也可以通过DelimiterBasedFrameDecoder(int maxFrameLength, ByteBuf... delimiters)来指定通过什么分隔符来拆分数据（可以传入多个分隔符）
两种解码器都需要传入数据的最大长度，若超出最大长度，会抛出TooLongFrameException异常
- 以换行符 \n 为分隔符
客户端代码
// 约定最大长度为 64
final int maxLength = 64;
// 被发送的数据
char c = 'a';
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer(maxLength);
// 生成长度为0~62的数据
Random random = new Random();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int j = 0; j < (int)(random.nextInt(maxLength-2)); j++) {
sb.append(c);
}
// 数据以 \n 结尾
sb.append("\n");
buffer.writeBytes(sb.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
c++;
// 将数据发送给服务器
ctx.writeAndFlush(buffer);
}服务器端代码
// 通过行解码器对粘包数据进行拆分，以 \n 为分隔符
// 需要指定最大长度
ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(64));
ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));- 自定义分隔符
客户端代码
...
// 数据以 \c 结尾
sb.append("\\c");
buffer.writeBytes(sb.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
...服务器端代码
// 将分隔符放入ByteBuf中
ByteBuf bufSet = ch.alloc().buffer().writeBytes("\\c".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 通过行解码器对粘包数据进行拆分，以 \c 为分隔符
ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(64, ch.alloc().buffer().writeBytes(bufSet)));
ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));长度字段解码器
在传送数据时可以在数据中添加一个用于表示有用数据长度的字段，在解码时读取出这个用于表明长度的字段，同时读取其他相关参数，即可知道最终需要的数据是什么样子的
LengthFieldBasedFrameDecoder解码器可以提供更为丰富的拆分方法，其构造方法有五个参数：
public LengthFieldBasedFrameDecoder(
int maxFrameLength,
int lengthFieldOffset, int lengthFieldLength,
int lengthAdjustment, int initialBytesToStrip)参数解析
- maxFrameLength 数据最大长度
-
- 表示数据的最大长度（包括附加信息、长度标识等内容）
- lengthFieldOffset 数据长度标识的起始偏移量
-
- 用于指明数据第几个字节开始是用于标识有用字节长度的，因为前面可能还有其他附加信息
- lengthFieldLength 数据长度标识所占字节数（用于指明有用数据的长度）
-
- 数据中用于表示有用数据长度的标识所占的字节数
- lengthAdjustment 长度表示与有用数据的偏移量
-
- 用于指明数据长度标识和有用数据之间的距离，因为两者之间还可能有附加信息
- initialBytesToStrip 数据读取起点
-
- 读取起点，不读取 0 ~ initialBytesToStrip 之间的数据
参数图解
lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 2
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 0 (= do not strip header)
BEFORE DECODE (14 bytes) AFTER DECODE (14 bytes)
+--------+----------------+ +--------+----------------+
| Length | Actual Content |----->| Length | Actual Content |
| 0x000C | "HELLO, WORLD" | | 0x000C | "HELLO, WORLD" |
+--------+----------------+ +--------+----------------+从0开始即为长度标识，长度标识长度为2个字节
0x000C 即为后面 HELLO, WORLD的长度
lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 2
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 2 (= the length of the Length field)
BEFORE DECODE (14 bytes) AFTER DECODE (12 bytes)
+--------+----------------+ +----------------+
| Length | Actual Content |----->| Actual Content |
| 0x000C | "HELLO, WORLD" | | "HELLO, WORLD" |
+--------+----------------+ +----------------+从0开始即为长度标识，长度标识长度为2个字节，读取时从第二个字节开始读取（此处即跳过长度标识）
因为跳过了用于表示长度的2个字节，所以此处直接读取HELLO, WORLD
lengthFieldOffset = 2 (= the length of Header 1)
lengthFieldLength = 3
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 0
BEFORE DECODE (17 bytes) AFTER DECODE (17 bytes)
+----------+----------+----------------+ +----------+----------+----------------+
| Header 1 | Length | Actual Content |----->| Header 1 | Length | Actual Content |
| 0xCAFE | 0x00000C | "HELLO, WORLD" | | 0xCAFE | 0x00000C | "HELLO, WORLD" |
+----------+----------+----------------+ +----------+----------+----------------+长度标识前面还有2个字节的其他内容（0xCAFE），第三个字节开始才是长度标识，长度表示长度为3个字节(0x00000C)
Header1中有附加信息，读取长度标识时需要跳过这些附加信息来获取长度
lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 3
lengthAdjustment = 2 (= the length of Header 1)
initialBytesToStrip = 0
BEFORE DECODE (17 bytes) AFTER DECODE (17 bytes)
+----------+----------+----------------+ +----------+----------+----------------+
| Length | Header 1 | Actual Content |----->| Length | Header 1 | Actual Content |
| 0x00000C | 0xCAFE | "HELLO, WORLD" | | 0x00000C | 0xCAFE | "HELLO, WORLD" |
+----------+----------+----------------+ +----------+----------+----------------+从0开始即为长度标识，长度标识长度为3个字节，长度标识之后还有2个字节的其他内容（0xCAFE）
长度标识(0x00000C)表示的是从其后lengthAdjustment（2个字节）开始的数据的长度，即HELLO, WORLD，不包括0xCAFE
lengthFieldOffset = 1 (= the length of HDR1)
lengthFieldLength = 2
lengthAdjustment = 1 (= the length of HDR2)
initialBytesToStrip = 3 (= the length of HDR1 + LEN)
BEFORE DECODE (16 bytes) AFTER DECODE (13 bytes)
+------+--------+------+----------------+ +------+----------------+
| HDR1 | Length | HDR2 | Actual Content |----->| HDR2 | Actual Content |
| 0xCA | 0x000C | 0xFE | "HELLO, WORLD" | | 0xFE | "HELLO, WORLD" |
+------+--------+------+----------------+ +------+----------------+长度标识前面有1个字节的其他内容，后面也有1个字节的其他内容，读取时从长度标识之后3个字节处开始读取，即读取 0xFE HELLO, WORLD
通过 EmbeddedChannel 对 handler 进行测试
public class EncoderStudy {
public static void main(String[] args) {
// 模拟服务器
// 使用EmbeddedChannel测试handler
EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(
// 数据最大长度为1KB，长度标识前后各有1个字节的附加信息，长度标识长度为4个字节（int）
new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 1, 4, 1, 0),
new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
);
// 模拟客户端，写入数据
ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer();
send(buffer, "Hello");
channel.writeInbound(buffer);
send(buffer, "World");
channel.writeInbound(buffer);
}
private static void send(ByteBuf buf, String msg) {
// 得到数据的长度
int length = msg.length();
byte[] bytes = msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
// 将数据信息写入buf
// 写入长度标识前的其他信息
buf.writeByte(0xCA);
// 写入数据长度标识
buf.writeInt(length);
// 写入长度标识后的其他信息
buf.writeByte(0xFE);
// 写入具体的数据
buf.writeBytes(bytes);
}
}以上就是粘包和半包的解决方案，内容有些长，耐心看下去，持续关注，后续更精彩。