本文主要是介绍第五章Netty第一节 粘包和半包，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
粘包与半包
粘包
现象：发送abc def,接受到abcdef
原因：
- 应用层：接收方ByteBuf设置太大（Netty默认是1024）
- 传输层滑动窗口： 假设发送方256 bytes表示一个完整的报文，接收方的滑动窗口来不及处理且滑动窗口足够大，导致多个报文在一个滑动窗口中，导致粘包。（TCP协议）
- Nagle算法：会造成粘包。Nagle算法是TCP协议中的一种机制，有时候发送一个字节，也需要加入TCP头和IP头，有点浪费网络。为了提高网络利用率，会将少量数据进行延迟发送，积攒起来一起发送。会造成粘包现象。
半包
现象：发送abcdef,接受abc def
原因：
- 应用层：接收方的ByteBuf小于实际发送的数据，导致一个数据报文被拆分了。
- 传输层滑动窗口：假设接收方的滑动窗口大小为128bytes，这时候发送方发了256bytes，滑动窗口接受不过来，让发送方只能先发128bytes，等待ACK后，才能发送剩余的数据。造成一个完整的报文被拆分开。（传输层TCP协议）
- MSS(max segment size)限制：当发送的数据超出MSS限制后，会将数据切分后发送，会造成半包。
本质上是因为TCP协议是基于字节流的（首部没有长度），消息没有边界，所以会造成粘包和半包现象。UDP是面向报文的（首部有长度），所以不会有粘包和半包现象。
解决方案
方法1 短链接
public class HelloWorldClient {static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldClient.class);public static void main(String[] args) {// 分 10 次发送for (int i = 0; i < 10; i++) {send();}}private static void send() {NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);bootstrap.group(worker);bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {log.debug("conneted...");ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {log.debug("sending...");ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer();buffer.writeBytes(new byte[]{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15});ctx.writeAndFlush(buffer);// 发完即关ctx.close();}});}});ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("localhost", 8080).sync();channelFuture.channel().closeFuture().sync();} catch (InterruptedException e) {log.error("client error", e);} finally {worker.shutdownGracefully();}}
}
短链接相当于发送一个数据就断开一次。只能解决粘包。接受的ByteBuf还是有限的，还是会有半包问题。
方法2 固定长度
客户端和服务端商量好发送的数据包具有固定长度。如果不够长，就用占位符占位。
让所有的数据包长度固定（假设长度为10字节），服务端加入FixedLengthFrameDecoder进行处理。
ch.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(10));
客户端测试代码，注意, 采用这种方法后，客户端什么时候 flush 都可以
public class HelloWorldClient {static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldClient.class);public static void main(String[] args) {NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);bootstrap.group(worker);bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {log.debug("connetted...");ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {log.debug("sending...");// 发送内容随机的数据包Random r = new Random();char c = 'a';ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer();for (int i = 0; i < 10; i++) {byte[] bytes = new byte[8];for (int j = 0; j < r.nextInt(8); j++) {bytes[j] = (byte) c;}c++;buffer.writeBytes(bytes);}ctx.writeAndFlush(buffer);}});}});ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("192.168.0.103", 9090).sync();channelFuture.channel().closeFuture().sync();} catch (InterruptedException e) {log.error("client error", e);} finally {worker.shutdownGracefully();}}
}
缺点是数据包的大小不好把握。长度只能定的太大，占位符就会多。浪费空间。因此长度最好定位最大的数据包的长度。仅仅适用于提前知道数据包的长度的情况。
方法3 固定分隔符
客户端和服务端商量好发送的数据包具有特定的分隔符。服务端用LineBasedFrameDecoder处理,自动将接受到的消息用\n进行分隔。
ch.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024));
客户端在每条消息之后，加入\n分隔符。
public class HelloWorldClient {static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(HelloWorldClient.class);public static void main(String[] args) {NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);bootstrap.group(worker);bootstrap.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {log.debug("connetted...");ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {log.debug("sending...");Random r = new Random();char c = 'a';ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer();for (int i = 0; i < 10; i++) {for (int j = 1; j <= r.nextInt(16)+1; j++) {buffer.writeByte((byte) c);}buffer.writeByte(10);c++;}ctx.writeAndFlush(buffer);}});}});ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("192.168.0.103", 9090).sync();channelFuture.channel().closeFuture().sync();} catch (InterruptedException e) {log.error("client error", e);} finally {worker.shutdownGracefully();}}
}
如果本身传输的数据中有分隔符，会解析错误
方法4 预设长度（推荐）
在发送消息前，先约定用定长字节表示接下来数据的长度。服务端用LengthFieldBasedFrameDecoder来处理。
// 最大长度，长度偏移，长度占用字节，长度调整(长度占用字节后偏移多少个才是真正的数据)，剥离字节数（用于接受的数据去除长度占用的字节信息）
ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 1, 0, 1));
测试代码：
package cn.itcast.advance.c1;import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.ByteBufAllocator;
import io.netty.channel.embedded.EmbeddedChannel;
import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;public class TestLengthFieldDecoder {public static void main(String[] args) {EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 4, 1,4),new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));// 4 个字节的内容长度， 实际内容ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer();send(buffer, "Hello, world");send(buffer, "Hi!");channel.writeInbound(buffer);}private static void send(ByteBuf buffer, String content) {byte[] bytes = content.getBytes(); // 实际内容int length = bytes.length; // 实际内容长度buffer.writeInt(length);buffer.writeByte(1);buffer.writeBytes(bytes);}
}这篇关于第五章Netty第一节 粘包和半包的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
