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使用Netty解决TCP粘包和拆包问题过程详解

java 搞代码 4年前 (2022-01-09) 24次浏览 已收录 0个评论

前言

上一篇我们介绍了如果使用Netty来开发一个简单的服务端和客户端,接下来我们来讨论如何使用解码器来解决TCP的粘包和拆包问题

TCP为什么会粘包/拆包

我们知道,TCP是以一种流的方式来进行网络转播的,当tcp三次握手简历通信后,客户端服务端之间就建立了一种通讯管道,我们可以想象成自来水管道,流出来的水是连城一片的,是没有分界线的。

TCP底层并不了解上层的业务数据的具体含义,它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分。

所以对于我们应用层而言。我们直观是发送一个个连续完整TCP数据包的,而在底层就可能会出现将一个完整的TCP拆分成多个包发送或者将多个包封装成一个大的数据包发送。

这就是所谓的TCP粘包和拆包。

当发生TCP粘包/拆包会发生什么情况

我们举一个简单例子说明:

客户端向服务端发送两个数据包:第一个内容为 123;第二个内容为456。服务端接受一个数据并做相应的业务处理(这里就是打印接受数据加一个逗号)。

那么服务端输出结果将会出现下面四种情况

本文来源gaodaima#com搞(代@码$网6

服务端响应结果 结论
123,456, 正常接收,没有发生粘包和拆包
123456, 异常接收,发生tcp粘包
123,4,56, 异常接收,发生tcp拆包
12,3456, 异常接收,发生tcp拆包和粘包

如何解决

主流的协议解决方案可以归纳如下:

  1. 消息定长,例如每个报文的大小固定为20个字节,如果不够,空位补空格;
  2. 在包尾增加回车换行符进行切割;
  3. 将消息分为消息头和消息体,消息头中包含表示消息总长度的字段;
  4. 更复杂的应用层协议。

对于之前描述的案例,在这里我们就可以采取方案1和方案3。

以方案1为例:我们每次发送的TCP包只有三个数字,那么我将报文设置为3个字节大小的,此时,服务器就会以三个字节为基准来接受包,以此来解决站包拆包问题。

Netty的解决之道

LineBasedFrameDecoder

废话不多说直接上代码

服务端

public class PrintServer {

  public void bind(int port) throws Exception {
  // 配置服务端的NIO线程组
  EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
  EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
  try {
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
    b.group(bossGroup, workerGroup)
      .channel(NioServerSocketChannel.class)
      .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
      .childHandler(new ChildChannelHandler());
    // 绑定端口,同步等待成功
    ChannelFuture f = b.bind(port).sync();

    // 等待服务端监听端口关闭
    f.channel().closeFuture().sync();
  } finally {
    // 优雅退出,释放线程池资源
    bossGroup.shutdownGracefully();
    workerGroup.shutdownGracefully();
  }
  }

  private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
  @Override
  protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception {
    arg0.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));  //1
    arg0.pipeline().addLast(new StringDecoder());        //2
    arg0.pipeline().addLast(new PrintServerHandler());
  }
  }


  public static void main(String[] args) throws Exception {
  int port = 8080;
  new TimeServer().bind(port);
  }
}

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