Netty之六编解码器和handler的调用机制

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1. Netty编解码器和handler的调用机制

1.1 基本说明

  1. netty的组件设计:Netty的主要组件有Channel、EventLoop、ChannelFuture、ChannelHandler、ChannelPipe等

  2. ChannelHandler充当了处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。例如,实现ChannelInboundHandler接口(或ChannelInboundHandlerAdapter),你就可以接收入站事件和数据,这些数据会被业务逻辑处理。当要给客户端发送响应时,也可以从ChannelInboundHandler冲刷数据。业务逻辑通常写在一个或者多个ChannelInboundHandler中。ChannelOutboundHandler原理一样,只不过它是用来处理出站数据的

  3. ChannelPipeline提供了ChannelHandler链的容器。以客户端应用程序为例,如果事件的运动方向是从客户端到服务端的,那么我们称这些事件为出站的,即客户端发送给服务端的数据会通过pipeline中的一系列ChannelOutboundHandler,并被这些Handler处理,反之则称为入站的

1.2 编码解码器

  1. 当Netty发送或者接受一个消息的时候,就将会发生一次数据转换。入站消息会被解码:从字节转换为另一种格式(比如java对象);如果是出站消息,它会被编码成字节。

  2. Netty提供一系列实用的编解码器,他们都实现了ChannelInboundHadnler或者ChannelOutboundHandler接口。在这些类中,channelRead方法已经被重写了。以入站为例,对于每个从入站Channel读取的消息,这个方法会被调用。随后,它将调用由解码器所提供的decode()方法进行解码,并将已经解码的字节转发给ChannelPipeline中的下一个ChannelInboundHandler。

1.3 解码器-ByteToMessageDecoder

  1. 由于不可能知道远程节点是否会一次性发送一个完整的信息,tcp有可能出现粘包拆包的问题,这个类会对入站数据进行缓冲,直到它准备好被处理.

  2. 一个关于ByteToMessageDecoder 实例分析

public class ToIntegerDecoder extends ByteToMessageDecoder {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception {
        if (in.readableBytes() >= 4) {
            out.add(in.readInt());
        }
    }
}
说明:
这个例子,每次入站从ByteBuf中读取4字节,将其解码为一个int,然后将它添加到下一个List中。当没有更多元素可以被添加到该List中时,它的内容将会被发送给下一个ChannelInboundHandler。int在被添加到List中时,会被自动装箱为Integer。在调用readInt()方法前必须验证所输入的ByteBuf是否具有足够的数据
decode 执行分析图

1.4 Netty的handler链的调用机制

  1. 使用自定义的编码器和解码器来说明Netty 的handler 调用机制

    客户端发送long -> 服务器

    服务端发送long -> 客户端

  2. 不论解码器handler 还是编码器handler 即接收的消息类型必须与待处理的消息类型一致,否则该handler 不
    会被执行
    在解码器进行数据解码时,需要判断缓存区(ByteBuf)的数据是否足够,否则接收到的结果会期望结果可能
    不一致

public class MyByteToLongDecoder extends ByteToMessageDecoder {
    /**
     * decode 会根据接收的数据,被调用多次, 直到确定没有新的元素被添加到list
     * , 或者是ByteBuf 没有更多的可读字节为止
     * 如果list out 不为空,就会将list的内容传递给下一个 channelInboundHandler处理, 该处理器的方法也会被调用多次
     *
     * @param ctx 上下文对象
     * @param in  入站的 ByteBuf
     * @param out List 集合,将解码后的数据传给下一个handler
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception {
        System.out.println("MyByteToLongDecoder 被调用");
        //因为 long 8个字节, 需要判断有8个字节,才能读取一个long
        if (in.readableBytes() >= 8) {
            out.add(in.readLong());
        }
    }
}

1.5 解码器-ReplayingDecoder

  1. public abstract class ReplayingDecoder extends ByteToMessageDecoder

  2. ReplayingDecoder扩展了ByteToMessageDecoder类,使用这个类,我们不必调用readableBytes()方法。参数S指定了用户状态管理的类型,其中Void代表不需要状态管理

  3. 应用实例:使用ReplayingDecoder 编写解码器,对前面的案例进行简化

public class MyByteToLongDecoder2 extends ReplayingDecoder {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception {
        System.out.println("MyByteToLongDecoder2 被调用");
        //在 ReplayingDecoder 不需要判断数据是否足够读取,内部会进行处理判断
        out.add(in.readLong());
    }
}

  1. ReplayingDecoder使用方便,但它也有一些局限性:
  • 并不是所有的 ByteBuf 操作都被支持,如果调用了一个不被支持的方法,将会抛出一个 UnsupportedOperationException。

  • ReplayingDecoder 在某些情况下可能稍慢于 ByteToMessageDecoder,例如网络缓慢并且消息格式复杂时,消息会被拆成了多个碎片,速度变慢

1.6 其它编解码器

其它解码器

  1. LineBasedFrameDecoder:这个类在Netty内部也有使用,它使用行尾控制字符(\n或者\r\n)作为分隔符来解析数据。

  2. DelimiterBasedFrameDecoder:使用自定义的特殊字符作为消息的分隔符。

  3. HttpObjectDecoder:一个HTTP数据的解码器

  4. LengthFieldBasedFrameDecoder:通过指定长度来标识整包消息,这样就可以自动的处理黏包和半包消息。

其它编码器

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