[系统运维]Netty12-TCP粘包拆包

TCP 粘包和拆包基本介绍

1. TCP是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，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
2. 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, 看一张图

3) TCP粘包、拆包图解

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字节数是不定的，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. 服务端一次接受到了两个数据包，D1和粘合在一起，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， 二次读取到了D2包的剩余内容，这称之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，第二次读到了D1包的剩余部分内容D1_2和完整的包。

TCP 粘包和拆包解决方案

1. 使用自定义协议 + 编解码器 来解决
2. 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，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而避免的TCP 粘包、拆包 。

实例

1. 要求客户端发送 5 个 Message 对象, 客户端每次发送一个 Message @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++) {
   String msg = “粘包和拆包,解决方案”;
   //byte数组
   byte[] bytes = msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
   //长度
   int length = msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length;
   //创建协议包
   MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
   messageProtocol.setLen(length);
   messageProtocol.setContent(bytes);
   ctx.writeAndFlush(messageProtocol);
   }
   }

    @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++) {
            String msg = "粘包和拆包,解决方案";
            //byte数组
            byte[] bytes = msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
            //长度
            int length = msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length;
            //创建协议包
            MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
            messageProtocol.setLen(length);
            messageProtocol.setContent(bytes);
            ctx.writeAndFlush(messageProtocol);
        }
    }

2. 服务器端每次接收一个Message, 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.

package com.atguigu.netty.protocoltcp;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;

import java.nio.charset.Charset;
import java.util.UUID;


//处理业务的handler
public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol>{
    private int count;

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

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception {

        //接收到数据，并处理
        int len = msg.getLen();
        byte[] content = msg.getContent();

        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println("服务器接收到信息如下");
        System.out.println("长度=" + len);
        System.out.println("内容=" + new String(content, Charset.forName("utf-8")));

        System.out.println("服务器接收到消息包数量=" + (++this.count));

        //回复消息

        String responseContent = UUID.randomUUID().toString();
        int responseLen = responseContent.getBytes("utf-8").length;
        byte[]  responseContent2 = responseContent.getBytes("utf-8");
        //构建一个协议包
        MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
        messageProtocol.setLen(responseLen);
        messageProtocol.setContent(responseContent2);

        ctx.writeAndFlush(messageProtocol);


    }
}

整合log4j

<dependency>
            <groupId>log4j</groupId>
            <artifactId>log4j</artifactId>
            <version>1.2.17</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>1.7.25</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
            <version>1.7.25</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-simple</artifactId>
            <version>1.7.25</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

配置文件

log4j.rootLogger=DEBUG, stdout
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=[%p] %C{1} - %m%n