使用Netty编写异步非阻塞Socket tcp通信,和TCP粘包、拆包问题解决

使用Netty编写异步非阻塞Socket tcp通信,和TCP粘包、拆包问题解决

一、Netty应用场景

1. 分布式开源框架中dubbo、Zookeeper，RocketMQ底层rpc通讯使用就是netty。
2. 游戏开发中，底层使用netty通讯。

二、netty的优点

1. NIO的类库和API繁杂，使用麻烦，你需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等；
2. 需要具备其它的额外技能做铺垫，例如熟悉Java多线程编程，因为NIO编程涉及到Reactor模式，你必须对多线程和网路编程非常熟悉，才能编写出高质量的NIO程序；
3. 可靠性能力补齐，工作量和难度都非常大。例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等等，NIO编程的特点是功能开发相对容易，但是可靠性能力补齐工作量和难度都非常大；
4. JDK NIO的BUG，例如臭名昭著的epoll bug，它会导致Selector空轮询，最终导致CPU 100%。官方声称在JDK1.6版本的update18修复了该问题，但是直到JDK1.7版本该问题仍旧存在，只不过该bug发生概率降低了一些而已，它并没有被根本解决。该BUG以及与该BUG相关的问题单如下：

三、集成

pom

		<dependency>
			<groupId>io.netty</groupId>
			<artifactId>netty-all</artifactId>
			<version>5.0.0.Alpha2</version>
		</dependency>

  

 

  
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如果在android上集成，请去网上下载 netty.jar，引入到环境中。注意版本问题。

实现服务端

1、回调

首先建立回调类，客户端发来的信息，以及其他一些日志信息，都会反馈到这个Handler类中，下面开启服务时，会指向这个类。

class ServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {
    /**
     * 当通道被调用,执行该方法
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        // 接收数据
        String value = (String) msg;
        System.out.println("Server msg:" + value);
        // 回复给客户端 “您好!”
        String res = "好的...";
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer(res.getBytes()));
    }
}

  

 

  
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2、开启服务

public class NettyServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 1.创建2个线程,一个负责接收客户端连接， 一个负责进行 传输数据
        NioEventLoopGroup pGroup = new NioEventLoopGroup();
        NioEventLoopGroup cGroup = new NioEventLoopGroup();
        // 2. 创建服务器辅助类
        ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
        b.group(pGroup, cGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
                // 3.设置缓冲区与发送区大小
                .option(ChannelOption.SO_SNDBUF, 32 * 1024).option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 32 * 1024)
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel sc) throws Exception {
                        sc.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                        sc.pipeline().addLast(new ServerHandler());
                    }
                });
        ChannelFuture cf = b.bind(8080).sync();
        System.out.println("服务器端已经启动....");
        cf.channel().closeFuture().sync();
        pGroup.shutdownGracefully();
        cGroup.shutdownGracefully();
    }
}

  

 

  
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此时在浏览器输入localhost:9090，看控制台打印信息，如果出现下面日志，说明服务端开启成功并可用。

客户端的实现

和服务端实现类似，只不过将其中一些对象换成客户端的对象。

回调

class ClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {

    /**
     * 当通道被调用,执行该方法
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        // 接收数据
        String value = (String) msg;
        System.out.println("client msg:" + value);
    }
}

  

 

  
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连接服务器，并发送信息

public class NettyClient {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("客户端已经启动....");
        // 创建负责接收客户端连接
        NioEventLoopGroup pGroup = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap b = new Bootstrap();
        b.group(pGroup).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel sc) throws Exception {
                sc.pipeline().addLast(new StringDecoder());
                sc.pipeline().addLast(new ClientHandler());
            }
        });
        ChannelFuture cf = b.connect("127.0.0.1", 8080).sync();
        cf.channel().writeAndFlush(Unpooled.wrappedBuffer("aaaa".getBytes()));
        cf.channel().writeAndFlush(Unpooled.wrappedBuffer("bbbb".getBytes()));
        // 等待客户端端口号关闭
        cf.channel().closeFuture().sync();
        pGroup.shutdownGracefully();
    }
}

  

 

  
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TCP粘包、拆包问题解决方案

粘包/拆包

一个完整的业务可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送，这个就是TCP的拆包和封包问题。
下面可以看一张图，是客户端向服务端发送包

1. 第一种情况，Data1和Data2都分开发送到了Server端，没有产生粘包和拆包的情况。
2. 第二种情况，Data1和Data2数据粘在了一起，打成了一个大的包发送到Server端，这个情况就是粘包。
3. 第三种情况，Data2被分离成Data2_1和Data2_2，并且Data2_1在Data1之前到达了服务端，这种情况就产生了拆包。
   由于网络的复杂性，可能数据会被分离成N多个复杂的拆包/粘包的情况，所以在做TCP服务器的时候就需要首先解决拆包/

解决办法

消息定长，报文大小固定长度，不够空格补全，发送和接收方遵循相同的约定，这样即使粘包了通过接收方编程实现获取定长报文也能区分。

sc.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(10));

  

 

  
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包尾添加特殊分隔符，例如每条报文结束都添加回车换行符（例如FTP协议）或者指定特殊字符作为报文分隔符，接收方通过特殊分隔符切分报文区分。

ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("_mayi".getBytes());
sc.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, buf));

  

 

  
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文章来源: blog.csdn.net，作者：小毕超，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：blog.csdn.net/qq_43692950/article/details/107475997