本篇文章介绍一下,Netty在接收到数据时,一次性读取多少字节.
本篇使用Netty构建一个简单的服务端,使用Python构建一个简单的客户端,然后客户端向服务端发送数据,然后观察Netty每次读取的字节数.
客户端代码如下
import socket
if __name__ == '__main__':
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1',8080))
client.send('''11111111111111111111111111111111111111111111\
2222222222222222222222222222222222222222222222222\
3333333333333333333333333333333333333333333333333\
4444444444444444444444444444444444444444444444444\
5555555555555555555555555555555555555555555555555\
6666666666666666666666666666666666666666666666666\
7777777777777777777777777777777777777777777777777\
8888888888888888888888888888888888888888888888888\
9999999999999999999999999999999999999999999999999\
0000000000000000000000000000000000000000000000000\
1111111111111111111111111111111111111111111111111\
2222222222222222222222222222222222222222222222222\
3333333333333333333333333333333333333333333333333\
4444444444444444444444444444444444444444444444444\
5555555555555555555555555555555555555555555555555\
6666666666666666666666666666666666666666666666666\
7777777777777777777777777777777777777777777777777\
8888888888888888888888888888888888888888888888888\
9999999999999999999999999999999999999999999999999'''.encode('utf-8'))
刻意让客户端一次性发送多一些数据 .
服务端代码如下
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(8);
EventLoopGroup businessGroup = new NioEventLoopGroup(8);
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
try {
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
channelPipeline.addLast(new StringEncoder());
channelPipeline.addLast(new StringDecoder());
channelPipeline.addLast(businessGroup, new ServerHandler());
}
});
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind("127.0.0.1", 8080).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
} finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
public class ServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
System.out.println("接收到客户端信息:" + msg);
}
}
启动服务端,然后执行客户端发送数据.
这里我们借助wireshark工具查看数据包情况
在这里插入图片描述
如上图可知, 客户端(端口43262)向服务端(端口8080)首先进行了三次握手,握手之后,客户端一次性向服务端发送了1142个字节内容,之后进行了四次挥手.
接下来看一下服务端的打印日志情况.
在这里插入图片描述
从上图可以发现,共打印了两次. 客户端发送了一次数据,就把所有的数据发送完了,而服务端却打印了两次,难道是Netty读取了两次TCP中的数据?
接下来通过debug方式,观察下数据读取情况.
Netty读取数据的逻辑在以下类方法中
// 源码位置
io.netty.channel.nio.AbstractNioByteChannel.NioByteUnsafe#read
@Override
public final void read() {
...
byteBuf = allocHandle.allocate(allocator);
// 读取数据
allocHandle.lastBytesRead(doReadBytes(byteBuf));
...
}
继续跟踪doReadBytes方法,最后会调用到
@Override
public int writeBytes(ScatteringByteChannel in, int length) throws IOException {
ensureWritable(length);
int writtenBytes = setBytes(writerIndex, in, length);
if (writtenBytes > 0) {
writerIndex += writtenBytes;
}
// 就在此处打断点
return writtenBytes;
}
客户端重新发送数据,再进行测试
在这里插入图片描述
会发现,读取了1024个字节,放行
在这里插入图片描述
如上图,第二次读取了118字节. 两次加起来1024+118=1142个字节,和客户端发送的数据一致.
当然以上是我们通过debug方式查看的数据读取情况,我们也可以通过ss命令查看数据的读取情况,先让客户端发送数据,然后服务端读取一次数据,再通过debug让服务器暂时停下来,通过ss命令查看TCP接收缓冲区中还剩多少字节.
在这里插入图片描述
还剩119个字节,其实就是118个有效数据再加一个结束字节. 其实与我们上面分析的是一致的.
根据以上分析,客户端一次性把1142个字节发送给了服务端,但是服务端分两次才把数据读取完成,而且第一次只读取1024个字节.
如果这个时候你认为文章标题的答案是1024个字节,那其实也是不对的.
我们假设一种场景,客户端在一直急速地给服务端发送数据. 第一次Netty会使用1024字节大小的Buffer去读取TCP接收缓冲区中的数据,当读取完成之后,Netty发现分配的1024字节大小的Buffer都用来装数据了,那么Netty猜测后面应该还会有更多的数据,那么Netty下次就会分配16384字节大小的Buffer用来读取TCP接收缓冲区中的数据,如果16384字节大小的Buffer也被装满了数据,说明后面可能还会有更多数据,因此还会分配比16384更大的Buffer用来装数据. 假如分配的16384字节大小的Buffer在读取数据之后没有被装满,说明TCP接收缓冲区中的数据可能不是很多,那么Netty就会分配比16384字节小的Buffer用来装下一次要读取的数据.
总之,Netty会根据分配Buffer的大小和实际读取到的数据大小之间的关系,来决定下一步是增大Buffer还是减小Buffer的大小.
核心代码如下
// 源码位置
io.netty.channel.AdaptiveRecvByteBufAllocator.HandleImpl#record
private void record(int actualReadBytes) {
if (actualReadBytes <= SIZE_TABLE[max(0, index - INDEX_DECREMENT - 1)]) {
if (decreaseNow) {
index = max(index - INDEX_DECREMENT, minIndex);
// 减小下次读取字节的大小
nextReceiveBufferSize = SIZE_TABLE[index];
decreaseNow = false;
} else {
decreaseNow = true;
}
} else if (actualReadBytes >= nextReceiveBufferSize) {
index = min(index + INDEX_INCREMENT, maxIndex);
// 增大下次读取字节的大小
nextReceiveBufferSize = SIZE_TABLE[index];
decreaseNow = false;
}
}
还有一点需要说明的是,假如客户端发送了非常多的数据过来,难道服务端必须一直读取这个Channel里的数据吗?
当然不是, 默认Netty只会读取Channel里面的数据16次,如果在16次的机会里,还是没有读取完这个Channel里面的数据,那么暂时就不会读取这个Channel里面的数据了,Netty需要去处理其他事情(比如轮询IO事件,处理IO事件,执行task任务等),只有当下次轮循到IO事件的时候,才会继续读取之前没有读完的数据.
image.png
Netty使用的是水平触发,因此即便客户端不发送数据了,Netty依然可以把之前没有读取完的数据,继续读取.
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