Netty编解码器和handler的调用机制

Posted by 麦子 on Friday, 2020年04月03日

[TOC]

说明文章资料来源:尚硅谷韩顺平Netty视频教程(2019发布) https://www.bilibili.com/video/av76227904?p=36

基本说明

  1. netty 的组件设计:Netty 的主要组件有 Channel、EventLoop、ChannelFuture、ChannelHandler、ChannelPipe 等

  2. ChannelHandler 充当了处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。例如,实现 ChannelInboundHandler 接口(或 ChannelInboundHandlerAdapter),你就可以接收入站事件和数据,这些数据会被业务逻辑处理。当要给客户端 发 送 响 应 时 , 也 可 以 从 ChannelInboundHandler 冲 刷 数 据 。 业 务 逻 辑 通 常 写 在 一 个 或 者 多 个 ChannelInboundHandler 中。ChannelOutboundHandler 原理一样,只不过它是用来处理出站数据的

  3. ChannelPipeline 提供了 ChannelHandler 链的容器。以客户端应用程序为例,如果事件的运动方向是从客户端到 服务端的, 那么我们称这些事件为出站的, 即客户端发送给服务端的数据会通过 pipeline 中的一系列 ChannelOutboundHandler,并被这些 Handler 处理,反之则称为入站的

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编码解码器

  1. 当 Netty 发送或者接受一个消息的时候,就将会发生一次数据转换。入站消息会被解码:从字节转换为另一种 格式(比如 java 对象);如果是出站消息,它会被编码成字节。

  2. Netty 提供一系列实用的编解码器,他们都实现了 ChannelInboundHadnler 或者 ChannelOutboundHandler 接口。 在这些类中,channelRead 方法已经被重写了。以入站为例,对于每个从入站 Channel 读取的消息,这个方法会 被调用。随后,它将调用由解码器所提供的 decode()方法进行解码,并将已经解码的字节转发给 ChannelPipeline 中的下一个 ChannelInboundHandler。

解码器-ByteToMessageDecoder

  1. 关系继承图

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可以看到他也是一个入站的ChannelInboundHandler,所以可以放到ChannelPipeline容器中。

// 获取到 pipeline
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
// 向 pipeline 加入解码器
pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
// 向 pipeline 加入编码器
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
// 加入自己的业务处理 handler
pipeline.addLast(new GroupChatServerHandler());
  1. 由于不可能知道远程节点是否会一次性发送一个完整的信息,tcp 有可能出现粘包拆包的问题,这个类会对入 站数据进行缓冲,直到它准备好被处理.

  2. 一个关于 ByteToMessageDecoder 实例分析

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Netty 的 handler 链的调用机制

实例要求:

  1. 使用自定义的编码器和解码器来说明 Netty 的 handler 调用机制

​ 客户端发送 long -> 服务器

​ 服务端发送 long -> 客户端

  1. 案例演示

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说明

可以看到ChannelPipeline这个容器里面都是说有的入站和出站的所有的Handler,也就是所有的业务逻辑进行队列形式的排序。

  1. 结论

不论解码器 handler 还是 编码器 handler 即接收的消息类型必须与待处理的消息类型一致,否则该 handler 不 会被执行

在解码器 进行数据解码时,需要判断 缓存区(ByteBuf)的数据是否足够 ,否则接收到的结果会期望结果可能 不一致

解码器-ReplayingDecoder

  1. public abstract class ReplayingDecoder extends ByteToMessageDecoder

  2. ReplayingDecoder 扩展了 ByteToMessageDecoder 类,使用这个类,我们不必调用 readableBytes()方法。参数 S 指定了用户状态管理的类型,其中 Void 代表不需要状态管理

  3. 应用实例:使用 ReplayingDecoder 编写解码器,对前面的案例进行简化 [案例演示]

import java.util.List;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.ReplayingDecoder;

/*
 * @Description: 请输入....
 * @Author: 麦子
 * @Date: 2020-03-20 14:18:09
 * @LastEditTime: 2020-04-03 15:54:01
 * @LastEditors: 麦子
 */
public class App extends ReplayingDecoder<Void> {

    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("MyByteToLongDecoder2 被调用"); 
        //在 ReplayingDecoder 不需要判断数据是否足够读取,内部会进行处理判断
        out.add(in.readLong());
    }
 
}
  1. ReplayingDecoder 使用方便,但它也有一些局限性:
  1. 并 不 是 所 有 的 ByteBuf 操 作 都 被 支 持 , 如 果 调 用 了 一 个 不 被 支 持 的 方 法 , 将 会 抛 出 一 个 UnsupportedOperationException。

  2. ReplayingDecoder 在某些情况下可能稍慢于 ByteToMessageDecoder, 例如网络缓慢并且消息格式复杂时, 消息会被拆成了多个碎片,速度变慢

其它编解码器

  1. LineBasedFrameDecoder:这个类在 Netty 内部也有使用,它使用行尾控制字符(\n 或者\r\n)作为分隔符来解 析数据。

  2. DelimiterBasedFrameDecoder:使用自定义的特殊字符作为消息的分隔符。

  3. HttpObjectDecoder:一个 HTTP 数据的解码器

  4. LengthFieldBasedFrameDecoder:通过指定长度来标识整包消息, 这样就可以自动的处理黏包和半包消息。

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