Netty14——TCP的粘包和拆包

 TCP 是面向连接的，也是面向流的。为了提供高可靠性的服务，收发两端（客户端和服务器端）要有一一成对的socket。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块，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。
 由于TCP无消息保护边界, 需要在接收端处理消息边界问题，也就是我们所说的粘包、拆包问题。如下图：

 假设客户端分别发送了两个数据包D1和D2给服务端，由于服务端一次读取到的字节数是不确定的，故可能存在以下四种情况：
  1) 服务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

 服务端：

public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler {

    private int count;

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

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(buffer);

        String messages = new String(buffer, Charset.forName("utf-8"));
        System.out.println("服务器端接收到消息:" + messages);
        System.out.println("服务器端接收到消息数量:" + (++this.count));

        ByteBuf responseByteBuf = Unpooled.copiedBuffer(UUID.randomUUID().toString() + " ", Charset.forName("utf-8"));
        ctx.writeAndFlush(responseByteBuf);
    }
}

 客户端：

public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler {

    private int count;

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        // 使用客户端发送10条数据
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer("Hello,server " + i, Charset.forName("utf-8"));
            ctx.writeAndFlush(buffer);
        }
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(buffer);
        String messages = new String(buffer, Charset.forName("utf-8"));
        System.out.println("客户端接收到消息:" + messages);
        System.out.println("客户端接收到消息数量:" + (++this.count));
    }

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

 关键就是要解决服务器端每次读取数据长度的问题，这个问题解决了，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而就避免了TCP 的粘包、拆包 。可以采用自定义协议 + 编解码器的方式来解决这个问题。
 示例：要求客户端发送 5 个 Message 对象，客户端每次发送一个 Message 对象；服务器端每次接收一个Message对象，分5次进行解码， 每读取到一个Message , 会回复一个 Message 对象给客户端
 自定义协议包：

public class MessageProtocol {

	// 标识发送内容的长度:很重要
    private int len;

    private byte[] content;

    public int getLen() {
        return len;
    }

    public void setLen(int len) {
        this.len = len;
    }

    public byte[] getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(byte[] content) {
        this.content = content;
    }
}

 自定义编码器：

public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder {

    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg, ByteBuf out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageEncoder.encode 被调用");
        out.writeInt(msg.getLen());
        out.writeBytes(msg.getContent());
    }
}

 自定义解码器：

public class MyMessageDecoder extends ReplayingDecoder {

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List