1 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) 示意图 TCP 粘包、 拆包图解

 对图的说明:

 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) 服务端一次接受到了两个数据包， 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。

2 TCP 粘包和拆包现象实例 (现象)

在编写 Netty 程序时， 如果没有做处理， 就会发生粘包和拆包的问题
看一个具体的实例:
MyClientHandler

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;public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {private int count;@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {//使用客户端发送 10 条数据 hello,server 编号for(int i= 0; i< 10; ++i) {ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer("hello,server " + i, Charset.forName("utf-8"));ctx.writeAndFlush(buffer);}}@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];msg.readBytes(buffer);String message = new String(buffer, Charset.forName("utf-8"));System.out.println("客户端接收到消息=" + message);System.out.println("客户端接收消息数量=" + (++this.count));} @Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {cause.printStackTrace();ctx.close();}}

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MyServerHandler

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;public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>{private int count;@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {//cause.printStackTrace();ctx.close();}@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];msg.readBytes(buffer);//将 buffer 转成字符串String message = new String(buffer, Charset.forName("utf-8"));System.out.println("服务器接收到数据 " + message);System.out.println("服务器接收到消息量=" + (++this.count));//服务器回送数据给客户端, 回送一个随机 id ,ByteBuf responseByteBuf = Unpooled.copiedBuffer(UUID.randomUUID().toString() + " ",Charset.forName("utf-8"));ctx.writeAndFlush(responseByteBuf);}}

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3 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 。 
实列：

1) 要求客户端发送 5 个 Message 对象, 客户端每次发送一个 Message 对象
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.

 MessageProtocol //协议包

public class MessageProtocol {private int len; //关键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;}}

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 MyClientHandler

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;public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol> { private int count; @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { //使用客户端发送10条数据 "今天天气冷，吃火锅" 编号 for(int i = 0; i< 5; i++) { String mes = "今天天气冷，吃火锅"; byte[] content = mes.getBytes(Charset.forName("utf-8")); int length = mes.getBytes(Charset.forName("utf-8")).length; //创建协议包对象 MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol(); messageProtocol.setLen(length); messageProtocol.setContent(content); ctx.writeAndFlush(messageProtocol); } }// @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception { int len = msg.getLen(); byte[] content = msg.getContent(); System.out.println("客户端接收到消息如下"); System.out.println("长度=" + len); System.out.println("内容=" + new String(content, Charset.forName("utf-8"))); System.out.println("客户端接收消息数量=" + (++this.count)); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { System.out.println("异常消息=" + cause.getMessage()); ctx.close(); }}

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MyClient

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;import io.netty.channel.ChannelFuture;import io.netty.channel.EventLoopGroup;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;public class MyClient { public static void main(String[] args) throws Exception{ EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup(); try { Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class) .handler(new MyClientInitializer()); //自定义一个初始化类 ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("localhost", 7000).sync(); channelFuture.channel().closeFuture().sync(); }finally { group.shutdownGracefully(); } }}

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MyClientInitializer

import io.netty.channel.ChannelInitializer;import io.netty.channel.ChannelPipeline;import io.netty.channel.socket.SocketChannel;public class MyClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); pipeline.addLast(new MyMessageEncoder()); //加入编码器 pipeline.addLast(new MyMessageDecoder()); //加入解码器 pipeline.addLast(new MyClientHandler()); }}

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MyServer

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;import io.netty.channel.ChannelFuture;import io.netty.channel.EventLoopGroup;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;public class MyServer { public static void main(String[] args) throws Exception{ EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try { ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); serverBootstrap.group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class) .childHandler(new MyServerInitializer()); //自定义一个初始化类 ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9994).sync(); channelFuture.channel().closeFuture().sync(); }finally { bossGroup.shutdownGracefully(); workerGroup.shutdownGracefully(); } }}

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MyServerInitializer

import io.netty.channel.ChannelInitializer;import io.netty.channel.ChannelPipeline;import io.netty.channel.socket.SocketChannel;public class MyServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> { @Override protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); pipeline.addLast(new MyMessageDecoder());//解码器 pipeline.addLast(new MyMessageEncoder());//编码器 pipeline.addLast(new MyServerHandler()); }}

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MyServerHandler

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handlerpublic 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); }}

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MyMessageDecoder

import io.netty.buffer.ByteBuf;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;import io.netty.handler.codec.ReplayingDecoder;import java.util.List;public class MyMessageDecoder extends ReplayingDecoder<Void> { @Override protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception { System.out.println("MyMessageDecoder decode 被调用"); //需要将得到二进制字节码-> MessageProtocol 数据包(对象) int length = in.readInt(); byte[] content = new byte[length]; in.readBytes(content); //封装成 MessageProtocol 对象，放入 out， 传递下一个handler业务处理 MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol(); messageProtocol.setLen(length); messageProtocol.setContent(content); out.add(messageProtocol); }}

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MyMessageEncoder

import io.netty.buffer.ByteBuf;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;import io.netty.handler.codec.MessageToByteEncoder;public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder<MessageProtocol> { @Override protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg, ByteBuf out) throws Exception { System.out.println("MyMessageEncoder encode 方法被调用"); out.writeInt(msg.getLen()); out.writeBytes(msg.getContent()); }}

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