粘包和拆包是TCP網(wǎng)絡(luò)編程中不可避免的镐依，無論是服務(wù)端還是客戶端眉厨，當(dāng)我們讀取或者發(fā)送消息的時(shí)候滑黔，都需要考慮TCP底層的粘包/拆包機(jī)制。

拆包與粘包同時(shí)發(fā)生在數(shù)據(jù)的發(fā)送方與接收方兩方宵距。

產(chǎn)生原因

發(fā)送方通過網(wǎng)絡(luò)每發(fā)送一批二進(jìn)制數(shù)據(jù)包猜极，那么這次所發(fā)送的數(shù)據(jù)包就稱為一幀，即

Frame消玄。在進(jìn)行基于 TCP 的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)跟伏，TCP 協(xié)議會(huì)將用戶真正要發(fā)送的數(shù)據(jù)根據(jù)當(dāng)前緩存

的實(shí)際情況對其進(jìn)行拆分或重組，變?yōu)橛糜诰W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?Frame翩瓜。在 Netty 中就是將 ByteBuf

中的數(shù)據(jù)拆分或重組為二進(jìn)制的 Frame受扳。而接收方則需要將接收到的 Frame 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行重

組或拆分，重新恢復(fù)為發(fā)送方發(fā)送時(shí)的 ByteBuf 數(shù)據(jù)兔跌。

具體場景描述：

• 發(fā)送方發(fā)送的 ByteBuf 較大勘高，在傳輸之前會(huì)被 TCP 底層拆分為多個(gè) Frame 進(jìn)行發(fā)送，這

個(gè)過程稱為發(fā)送拆包坟桅；接收方在接收到需要將這些 Frame 進(jìn)行合并华望，這個(gè)合并的過程稱

為接收方粘包。

• 發(fā)送方發(fā)送的 ByteBuf 較小仅乓，無法形成一個(gè) Frame赖舟，此時(shí) TCP 底層會(huì)將很多的這樣的小

的 ByteBuf 合并為一個(gè) Frame 進(jìn)行傳輸，這個(gè)合并的過程稱為發(fā)送方的粘包夸楣；接收方在

接收到這個(gè) Frame 后需要進(jìn)行拆包宾抓，拆分出多個(gè)原來的小的 ByteBuf，這個(gè)拆分的過程

稱為接收方拆包豫喧。

• 當(dāng)一個(gè) Frame 無法放入整數(shù)倍個(gè) ByteBuf 時(shí)石洗，最后一個(gè) ByteBuf 會(huì)會(huì)發(fā)生拆包。這個(gè)

ByteBuf 中的一部分入入到了一個(gè) Frame 中紧显，另一部分被放入到了另一個(gè) Frame 中讲衫。這

個(gè)過程就是發(fā)送方拆包。但對于將這些 ByteBuf 放入到一個(gè) Frame 的過程孵班，就是發(fā)送方

粘包涉兽；當(dāng)接收方在接收到兩個(gè) Frame 后，對于第一個(gè) Frame 的最后部分重父，與第二個(gè) Frame

的最前部分會(huì)進(jìn)行合并花椭，這個(gè)合并的過程就是接收方粘包。但在將 Frame 中的各個(gè)

ByteBuf 拆分出來的過程房午，就是接收方拆包。

具體情況如下圖所示:

netty粘包拆包.png

解決方案

固定長度

對于使用固定長度的粘包和拆包場景丹允，可以使用：

FixedLengthFrameDecoder：每次讀取固定長度的消息郭厌，如果當(dāng)前讀取到的消息不足指定長度袋倔，那么就會(huì)等待下一個(gè)消息到達(dá)后進(jìn)行補(bǔ)足。其使用也比較簡單折柠，只需要在構(gòu)造函數(shù)中指定每個(gè)消息的長度即可宾娜。

bootstrap.group(parentGroup, childGroup)
         .channel(NioServerSocketChannel.class)
         .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
        //接收套接字緩沖區(qū)大小
        .option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 1024 * 1024)
        //發(fā)送套接字緩沖區(qū)大小
        .option(ChannelOption.SO_SNDBUF, 1024 * 1024)
        .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
        .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
        .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
        .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                // 這里將FixedLengthFrameDecoder添加到pipeline中，指定長度為100
                pipeline.addLast(new FixedLengthFrameDecoder(100));
                // StringEncoder：字符串編碼器扇售，將String編碼為將要發(fā)送到Channel中的ByteBuf
                pipeline.addLast(new StringEncoder(Charset.forName("UTF-8")));
                // StringDecoder：字符串解碼器前塔，將Channel中的ByteBuf數(shù)據(jù)解碼為String
                pipeline.addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
                //綁定處理器（可綁定多個(gè)）
                pipeline.addLast(new ServerHandler()); //處理業(yè)務(wù)
            }
        });

行拆包

LineBasedFrameDecoder：每個(gè)應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，都以換行符作為分隔符承冰，進(jìn)行分割拆分华弓，LineBasedFrameDecoder依次遍歷ByteBuf中的可讀字節(jié)，判斷是否有"\n"或者"\r\n"困乒，如果有就以此位置為結(jié)束位置寂屏，從可讀索引到結(jié)束位置區(qū)間的字節(jié)就組成了一行，它是以換行符為結(jié)束標(biāo)志的解碼器娜搂，支持?jǐn)y帶結(jié)束符或者不攜帶結(jié)束符兩種解碼方式迁霎，同時(shí)支持配置單行的最大長度，如果連續(xù)讀到最大長度后仍然沒有發(fā)現(xiàn)換行符百宇，就會(huì)拋出異常考廉，同時(shí)忽略掉之前讀到的異常碼流。這個(gè)使用也比較簡單：

childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        // 這里將FixedLengthFrameDecoder添加到pipeline中携御，指定長度為100
        //pipeline.addLast(new FixedLengthFrameDecoder(100));
        //這里將LineBasedFrameDecoder添加到pipeline中芝此，設(shè)置最大長度為1024
        pipeline.addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
        // StringEncoder：字符串編碼器，將String編碼為將要發(fā)送到Channel中的ByteBuf
        pipeline.addLast(new StringEncoder(Charset.forName("UTF-8")));
        // StringDecoder：字符串解碼器因痛，將Channel中的ByteBuf數(shù)據(jù)解碼為String
        pipeline.addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
        //綁定處理器（可綁定多個(gè)）
        pipeline.addLast(new ServerHandler()); //處理業(yè)務(wù)
    }
});

指定分隔符

對于通過分隔符進(jìn)行粘包和拆包問題的處理婚苹，Netty提供了

DelimiterBasedFrameDecoder：通過用戶指定的分隔符對數(shù)據(jù)進(jìn)行粘包和拆包處理，用法如下：

childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        // 這里將FixedLengthFrameDecoder添加到pipeline中鸵膏，指定長度為100
        // pipeline.addLast(new FixedLengthFrameDecoder(100));
        //這里將LineBasedFrameDecoder添加到pipeline中膊升，設(shè)置最大長度為1024
        // pipeline.addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));

        //被按照$_$進(jìn)行分隔，這里1024指的是分隔的最大長度谭企，即當(dāng)讀取到1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)之后廓译，
        // 若還是未讀取到分隔符，則舍棄當(dāng)前數(shù)據(jù)段债查，因?yàn)槠浜苡锌赡苁怯捎诖a流紊亂造成的
        ByteBuf delimiter = copiedBuffer(Constants.MESSAGE_DELIMITER.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
        ch.pipeline().addLast(new DelimiterBasedFrameDecoder(1024, delimiter));

        // StringEncoder：字符串編碼器非区，將String編碼為將要發(fā)送到Channel中的ByteBuf
        pipeline.addLast(new StringEncoder(Charset.forName("UTF-8")));
        // StringDecoder：字符串解碼器，將Channel中的ByteBuf數(shù)據(jù)解碼為String
        pipeline.addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
        //綁定處理器（可綁定多個(gè)）
        pipeline.addLast(new ServerHandler()); //處理業(yè)務(wù)
    }
});

基于數(shù)據(jù)包長度的拆包

LengthFieldBasedFrameDecoder：將應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的長度盹廷，作為接收端應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的拆分依據(jù)征绸。按照應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的大小，拆包。這個(gè)拆包器管怠，有一個(gè)要求淆衷，就是應(yīng)用層協(xié)議中包含數(shù)據(jù)包的長度，應(yīng)用如下：

childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        // 這里將LengthFieldBasedFrameDecoder添加到pipeline的首位渤弛，因?yàn)槠湫枰獙邮盏降臄?shù)據(jù)
        // 進(jìn)行長度字段解碼祝拯，這里也會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行粘包和拆包處理
        pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 2, 0, 2));
        // LengthFieldPrepender是一個(gè)編碼器，主要是在響應(yīng)字節(jié)數(shù)據(jù)前面添加字節(jié)長度字段
        pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(2));
        // StringEncoder：字符串編碼器她肯，將String編碼為將要發(fā)送到Channel中的ByteBuf
        pipeline.addLast(new StringEncoder(Charset.forName("UTF-8")));
        // StringDecoder：字符串解碼器佳头，將Channel中的ByteBuf數(shù)據(jù)解碼為String
        pipeline.addLast(new StringDecoder(Charset.forName("UTF-8")));
        //綁定處理器（可綁定多個(gè)）
        pipeline.addLast(new ServerHandler()); //處理業(yè)務(wù)
    }
});

自定義粘包拆包器

可以通過實(shí)現(xiàn)MessageToByteEncoder和ByteToMessageDecoder來實(shí)現(xiàn)自定義粘包和拆包處理的目的。

• MessageToByteEncoder：作用是將響應(yīng)數(shù)據(jù)編碼為一個(gè)ByteBuf對象

• ByteToMessageDecoder：將接收到的ByteBuf數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為某個(gè)對象數(shù)據(jù)

最后我們也可以自定義編碼器MessageToMessageEncoder和自定義解碼器MessageToMessageDecoder晴氨，來實(shí)現(xiàn)消息內(nèi)容的轉(zhuǎn)換康嘉，比如序列化成某個(gè)對象，處理器里面我們就可以不用再去轉(zhuǎn)換對象瑞筐，具體實(shí)現(xiàn)如下：

自定義解碼器

/**
 * @Description:  自定義解碼器
 * @author: dy
 */
public class CustomDecoder extends MessageToMessageDecoder<ByteBuf> {

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("====1111111111===="+msg.toString(Charset.forName("UTF-8")));
        out.add(JSON.parseObject(msg.toString(Charset.forName("UTF-8")), Message.class));
    }
}

使用只需要在構(gòu)造器里面加入我們自定義的編碼器就可以了：

childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                   
                            // 這里將LengthFieldBasedFrameDecoder添加到pipeline的首位凄鼻，因?yàn)槠湫枰獙邮盏降臄?shù)據(jù)
                            // 進(jìn)行長度字段解碼，這里也會(huì)對數(shù)據(jù)進(jìn)行粘包和拆包處理
                            pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 2, 0, 2));
                            // LengthFieldPrepender是一個(gè)編碼器聚假，主要是在響應(yīng)字節(jié)數(shù)據(jù)前面添加字節(jié)長度字段
                            pipeline.addLast(new LengthFieldPrepender(2));
                            // StringEncoder：字符串編碼器块蚌，將message對象編碼為將要發(fā)送到Channel中的ByteBuf
                            pipeline.addLast(new CustomDecoder());
                             // StringDecoder：字符串解碼器，將Channel中的ByteBuf數(shù)據(jù)解碼為String
                            pipeline.addLast(new StringEncoder(Charset.forName("UTF-8")));
                            //綁定處理器（可綁定多個(gè)）
                            pipeline.addLast(new ServerHandler()); //處理業(yè)務(wù)
                        }
                    });