Netty之TCP粘包的原因与解决

1. TCP粘包的原因

TCP是基于数据流传输的协议，消息都是字节流（byte[]）。发送方可能会为了发送方便将多条比较短的消息凑到一块一次发送，而接收方也可能因为处理不及时导致缓存中堆积了多条消息组成的byte[]，消息彼此黏连在一起，这导致接收方无法准确的区分消息。

2. TCP粘包的解决

一般有两种方式解决：

• 对数据的格式进行定义，协定一条数据的起始位和结束位标识
• 使用一段数据长度标识位，比如int（4字节）来标识紧跟着它的消息长度

这里以第二种为例，在Netty中使用自定义的MessageToMessageEncoder/ByteToMessageDecoder来解决写入时和接受时的粘包问题

接受方解码消息

public class MsgDecoder extends ByteToMessageDecoder {

    /**
     * @param ctx
     * @param in  byteBuf是一个可读写的缓冲区，这个缓冲区具有一定的byte容量，容量由读写决定，可读的容量不能超过写入的容量，
     *            它内部持有读的标识位和写的标识位,在nio非阻塞特性中，IO操作不会阻塞，因为IO读到的数据会全放到Buf中
     * @param out
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        //因为TCP的二进制流传输特性，每次读取的包不一定是一条完整的消息，因此需要粘包，而in就是用来存放每次读取的包的
        while (true) {
            //使用4字节（Int）标记一条消息的长度，如果可读长度不超过4字节则等待下一个包
            if (in.readableBytes() <= 4) {
                break;
            }
            //标记当前读取的位数
            in.markReaderIndex();
            //读取4字节，即长度位，readerIndex会增加4
            int length = in.readInt();
            if (length <= 0) {
                throw new Exception("a negative length occurd while decode!");
            }
            //如果剩余可读字节数量不足消息长度，则返回到标记的位数,则下一次又会读取长度位
            if (in.readableBytes() < length) {
                in.resetReaderIndex();
                break;
            }
            //读取消息
            byte[] msg = new byte[length];
            in.readBytes(msg);
            out.add(new String(msg, "UTF-8"));
        }
    }

}

发送方编码消息

public class MsgEncoder extends MessageToMessageEncoder<String> {

    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, String msg, List<Object> out) {
        if (msg == null)
            return;

        ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(4);
        //string->byte[]
        byte[] msgBytes = msg.getBytes();
        buffer.writeInt(msgBytes.length);
        buffer.writeBytes(msgBytes);
        out.add(buffer);
    }
}