Netty高级进阶之Netty解码器

本文介绍了Netty编解码器的继承体系、常用API以及实际应用。

netty高级

Netty编解码器

Java的编解码

  1. 编码(Encode)称为序列化,它将对象序列为字节数组,用于网络传输、数据持久化或者其他用途。

  2. 解码(Decode)称为反序列化,它将从网络、磁盘等读取的字节数组还原成原始对象(通常是原始对象),以方便后面的业务逻辑操作。

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    Java序列化只需要实现 java.io.Serializable 接口并生成序列化ID,这个类能够通过 java.io.ObjectInputjava.io.ObjectOutput 序列化和反序列化。

    Java序列化目的:1.网络传输。 2. 对象初始化。

    Java序列化缺点:1. 无法跨语言。 2. 序列化后码流太大。3. 序列化性能太低。

    Java序列化仅仅是Java编解码技术的一种,由于它的缺陷,衍生出了很多编解码框架,这些框架可以实现信息的搞笑序列化。

Netty编解码器

概念

网络应用需要实现某种编解码器,将原始字节数据与自定义消息之间进行转换。

网络中是以字节码的形式进行传输的,服务器编码数据之后发送到客户端,客户端需要对数据进行解码。

对Netty来说,编解码器分为两部分:编码器和解码器。

Netty的编解码器实现了 ChannelHandlerAdaptor ,他是一种特殊的 ChannelHandler ,依赖于 ChannelPipline,可以将多个编解码器连接在一起,实现复杂的转换逻辑。

Nertty的编解码

解码器:负责处理入站InboundHandler数据从一种格式到另一种格式。

编码器:负责处理出站OuboundHandler数据

解码器(Decoder)

解码器负责入站数据,解码器处理入站数据是ChannelInboundHandler的实现。需要将解码器放在ChannelPipline中。

对于解码器,Netty中提供了抽象基类 ByteToMessageDecoderMessageToMessageDecoder

«Interface»
ChannelHandler
ChannelHandlerAdapter
«Interface»
ChannelInboundHandler
ChannelInboundHandlerAdapter
MessageToMessageDecoder
HttpServerCodec
ByteToMessageDecoder
ReplayingDecoder
StringDecoder

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  • 抽象解码器

    • ByteToMessageDecoder:用于将字节转为消息,需要检测缓冲区是否有足够的字节

    • ReplayingDecoder:继承自ByteToMessageDecoder,不需要检测缓冲区是否有足够的字节,但是ReplayingDecoder的速度略慢于ByteToMessageDecoder,而且并不是所有的ByteBuf都支持。

      项目复杂度高用ReplayingDecoder,否则使用ByteToMessageDecoder。

    • MessageToMessageDecoder:从一种消息解码为另一种消息,例如POJO到POJO

  • 核心方法

    decode(ChannelhandlerContext ctx, ByteBuf msg, List<Object> out)
    
  • 代码实现

    解码器:

    /**
     * 消息解码器
     *
     * @name: MessageDecoder
     * @author: terwer
     * @date: 2022-04-26 21:03
     **/
    public class MessageDecoder extends MessageToMessageDecoder {
        @Override
        protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, List out) throws Exception {
            System.out.println("正在进行消息解码");
            ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
            // 传递到下一个handler
            out.add(byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
        }
    }
    

    通道方法实现:

        /**
         * 通道读取事件
         *
         * @param ctx
         * @param msg
         * @throws Exception
         */
        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
    //        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
    //        System.out.println("客户端发过来的消息:" + byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
            System.out.println("客户端发过来的消息:" + msg);
        }
    

    启动类:

    // 添加解码器,要放在自定义解码器之前
    ch.pipeline().addLast("MessageDecoder", new MessageDecoder());
    // 8. 向pipeline中添加自定义业务处理handler
    ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
    

实现效果:

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编码器(Encoder)

与解码器对应,Netty也提供了对应的编码器MessageToByteEncoder和MessageToMessageEncoder,它们都实现了ChannelOutboundHandler。

继承关系如下:

«Interface»
ChannelHandler
ChannelHandlerAdapter
«Interface»
ChannelOutboundHandler
ChannelOutboundHandlerAdapter
MessageToByteEncoder
MessageToMessageEncoder

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  • 抽象编码器

    • MessageToByteEncoder:将消息转化为字节

    • MessageToMessageEncoder:用于从一种消息编码为另外一种消息,例如从POJO到POJO

  • 核心方法

    encode(ChannelhandlerContext ctx, String msg, List<Object> out)
    
  • 代码实现

    编码器:

    /**
     * 消息编码器
     *
     * @name: MessageEncoder
     * @author: terwer
     * @date: 2022-04-26 21:28
     **/
    public class MessageEncoder extends MessageToMessageEncoder {
    
        @Override
        protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, List out) throws Exception {
            System.out.println("消息正在编码");
            String str = (String) msg;
            out.add(Unpooled.copiedBuffer(str, CharsetUtil.UTF_8));
        }
    }
    

    通道写入方法:

        /**
         * 通道读取完成事件
         *
         * @param ctx
         * @throws Exception
         */
        @Override
        public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    //        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("你好,我是Netty服务端。", CharsetUtil.UTF_8));
            ctx.writeAndFlush("你好,我是Netty服务端。");
        }
    

    启动类:

    // 添加解码器,要放在自定义解码器之前
    ch.pipeline().addLast("MessageDecoder", new MessageDecoder());
    // 添加编码器
    ch.pipeline().addLast("MessageEncoder",new MessageEncoder());
    // 8. 向pipeline中添加自定义业务处理handler
    ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
    

    实现效果:

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编码解码器(Codec)

编码解码器:同时具备编码和解码功能。

特点是同时实现了ChannelInboundHandler和ChannelOutboundHandler接口,在输入和输出时都能进行处理。

继承关系如下:

ByteToMessageCodec
ChannelDuplexHandler
«Interface»
ChannelHandler
ChannelHandlerAdapter
«Interface»
ChannelInboundHandler
ChannelInboundHandlerAdapter
«Interface»
ChannelOutboundHandler
MessageToMessageCodec

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Netty提供了一个ChannelDuplexHandler适配器类,他是编码和解码器的抽象基类,ByteToMessageCodec和MessageToMessageCodec都继承自此基类。

  • 代码实现

编解码器:

/**
 * 编解码器
 *
 * @name: MessageCodec
 * @author: terwer
 * @date: 2022-04-27 01:58
 **/
public class MessageCodec extends MessageToMessageCodec {

    /**
     * 编码
     * @param ctx
     * @param msg
     * @param out
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, List out) throws Exception {
        System.out.println("消息正在编码,使用编解码器");
        String str = (String) msg;
        out.add(Unpooled.copiedBuffer(str, CharsetUtil.UTF_8));
    }

    /**
     *
     * @param ctx
     * @param msg
     * @param out
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, List out) throws Exception {
        System.out.println("正在进行消息解码,使用编解码器");
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
        // 传递到下一个handler
        out.add(byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    }
}

启动类:

// // 添加解码器,要放在自定义解码器之前
// ch.pipeline().addLast("MessageDecoder", new MessageDecoder());
// // 添加编码器
// ch.pipeline().addLast("MessageEncoder",new MessageEncoder());
// 添加编解码器
ch.pipeline().addLast("MessageCodec", new MessageCodec());
// 8. 向pipeline中添加自定义业务处理handler
ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());

运行效果:

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