netty自定义封包实现

说明

netty是java重要的企业级NIO，使用它可以快速实现很多功能通信功能如：http、ftp、socket、websocket、udp等。
本站使用自定义网包实现网络通信。

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内置编码器和解码器

解码器

名称	说明
ByteToMessageDecoder	如果想实现自己的半包解码器，实现该类
MessageToMessageDecoder	一般作为二次解码器，当我们在 ByteToMessageDecoder 将一个 bytes 数组转换成一个 java 对象的时候，我们可能还需要将这个对象进行二次解码成其他对象，我们就可以继承这个类；
LineBasedFrameDecoder	通过在包尾添加回车换行符 \r\n 来区分整包消息；
StringDecoder	字符串解码器；
DelimiterBasedFrameDecoder	特殊字符作为分隔符来区分整包消息；
FixedLengthFrameDecoder	报文大小固定长度，不够空格补全；
ProtoBufVarint32FrameDecoder	通过 Protobuf 解码器来区分整包消息；
ProtobufDecoder	Protobuf 解码器；
LengthFieldBasedFrameDecoder	指定长度来标识整包消息，通过在包头指定整包长度来约定包长。

编码器

名称	说明
ProtobufEncoder	Protobuf 编码器；
MessageToByteEncoder	将 Java 对象编码成 ByteBuf；
MessageToMessageEncoder	如果不想将 Java 对象编码成 ByteBuf，而是自定义类就继承这个；
LengthFieldPrepender	LengthFieldPrepender 是一个非常实用的工具类，如果我们在发送消息的时候采用的是：消息长度字段+原始消息的形式，那么我们就可以使用 LengthFieldPrepender。这是因为 LengthFieldPrepender 可以将待发送消息的长度（二进制字节长度）写到 ByteBuf 的前两个字节。

代码实现

创建核心类

消息实体类

public class MyMessage {private int len;//发送内容的长度private byte[] content;//发送的内容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;}
}

自定义编码类

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.MessageToByteEncoder;public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder<MyMessage> {@Overrideprotected void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, MyMessage myMessage, ByteBuf byteBuf) throws Exception {byteBuf.writeInt(myMessage.getLen());byteBuf.writeBytes(myMessage.getContent());}}

自定义解码类

import java.util.List;import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.ByteToMessageDecoder;public class MyMessageDecoder extends ByteToMessageDecoder {int length=0;@Overrideprotected void decode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, ByteBuf byteBuf, List<Object> list) throws Exception {//将二进制字节码转为对象if(byteBuf.readableBytes()>=4){if(length==0){length=byteBuf.readInt();}if(byteBuf.readableBytes()<length){// System.out.println("可读数据不够，继续等待");return;}byte[] content=new byte[length];byteBuf.readBytes(content);MyMessage message=new MyMessage();message.setLen(length);message.setContent(content);list.add(message);//传递给下一个handlerlength=0;}}}

服务端

ServerHandler

import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessage;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.util.CharsetUtil;public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MyMessage> {private int count;/*** 读取客户端的数据* @throws Exception*/@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MyMessage myMessage) throws Exception {System.out.println("服务端收到消息：");System.out.println("长度："+myMessage.getLen());System.out.println("内容: "+new String(myMessage.getContent(),CharsetUtil.UTF_8));System.out.println("收到消息数量："+(++count));String msg="服务端收到请求";MyMessage message=new MyMessage();message.setContent(msg.getBytes(CharsetUtil.UTF_8));message.setLen(msg.getBytes(CharsetUtil.UTF_8).length);ctx.writeAndFlush(message);}@Overridepublic void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {super.channelReadComplete(ctx);// 客户端连接进入 FIN_WAIT1 状态//    ctx.channel().close();}
}

入口类

import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessageDecoder;
import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessageEncoder;import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;public class MyServer {public static void main(String[] args)  {int port=8080;EventLoopGroup bossGroup=new NioEventLoopGroup(1);//处理连接请求EventLoopGroup workerGroup=new NioEventLoopGroup();//默认线程数量为cpu核数的两倍，处理业务try {ServerBootstrap bootstrap=new ServerBootstrap();//创建服务器端的启动对象bootstrap.group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_BACKLOG,port).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) {ChannelPipeline channelPipeline=socketChannel.pipeline();channelPipeline.addLast(new MyMessageDecoder());//加解码器channelPipeline.addLast(new MyMessageEncoder());channelPipeline.addLast(new MyServerHandler());}});System.out.println("netty server start");//启动服务器绑定端口，bind是异步操作，sync是等待ChannelFuture cf=bootstrap.bind(port).sync();cf.channel().closeFuture().sync();}catch(Exception e){
//        	log.error(e.toString(),e);System.out.println(e.toString());}finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}

客户端

ClientHandler

import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessage;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.util.CharsetUtil;public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MyMessage> {/*** 当客户端连接到服务端是触发* @param ctx* @throws Exception*/@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {System.out.println("连接服务端 "+ctx.channel().remoteAddress()+" 成功");String msg="你好，我是张asdfasdfsadfwerwerwerwerewrewrewrewr三。";for (int i=0;i<20;i++){MyMessage message=new MyMessage();message.setContent(msg.getBytes(CharsetUtil.UTF_8));message.setLen(msg.getBytes(CharsetUtil.UTF_8).length);ctx.writeAndFlush(message);}}@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, MyMessage myMessage) throws Exception {System.out.println("client 接收到信息:"+new String(myMessage.getContent()).toString());}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {ctx.close();}}

入口类

import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessageDecoder;
import com.netty.cn.rpc.selfmessage.core.MyMessageEncoder;import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;public class MyClient {public static void main(String[] args) {int port=8080;EventLoopGroup group=new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap=new Bootstrap();bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) {ChannelPipeline channelPipeline=socketChannel.pipeline();channelPipeline.addLast(new MyMessageDecoder());//加解码器channelPipeline.addLast(new MyMessageEncoder());channelPipeline.addLast(new MyClientHandler());}});//System.out.println("netty client start");//启动客户端连接服务器ChannelFuture cf =bootstrap.connect("127.0.0.1",port).sync();//关闭通道进行监听cf.channel().closeFuture().sync();System.out.println("启动客户端"+port);} catch(Exception e){
//        	log.error(e.toString(),e);System.out.println(e.toString());}finally {group.shutdownGracefully();}}
}

测试

• 先启动 MyServer，再启动 MyClient，可以看到控制台打印如下内容：
• Server

netty server start
服务端收到消息：
长度：60
内容: 你好，我是张asdfasdfsadfwerwerwerwerewrewrewrewr三。
收到消息数量：1

• Client

连接服务端 /127.0.0.1:8080 成功
client 接收到信息:服务端收到请求

参考

• 博客

总结

• 该方式定义了数据传输结构，传输过程中由编码器ByteBuf 完成数据处理。
• 由于内容是二进制格式，可以存储数据，如json字符串、protobuf二次处理后数据，提升了数据传输灵活性。