本节大纲:

1、Handler的执行顺序
2、自定义二进制协议(每条完整数据的组成),从而解决拆包和粘包。
3、通过为每个channel创建新的handler,从而解决即使handler中使用全局变量,也可以避免竞态条件。

1、Handler的执行顺序。

client中pipeline顺序:
//first,add codec
pipeline.addLast(new BigIntegerDecoder());
pipeline.addLast(new NumberEncoder());
//then,add business logic
pipeline.addLast(new FactorialClientHandler());

server中pipeline顺序:
//first,codec
pipeline.addLast(new BigIntegerDecoder());
pipeline.addLast(new NumberEncoder());
//then,business logic
pipeline.addLast(new FactorialServerHandler());

总结:
写(outbound):自下而上,跳过inbound
读(inbound): 自上而下,跳过outbound
Codec放在上边,业务逻辑handler放在下边。

2、自定义二进制协议(每条完整数据的组成),从而解决拆包和粘包。

每条完整数据的组成:'F'+4个字节的长度+数据

将传进来的number编码为二进制,在其前边加上'F'和4个字节的长度,作为前缀。
例如:42被编码为:'F',0,0,0,1,42 

客户端:

public class FactorialClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<BigInteger> {

    @Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int j = 0; j < 1024; j++) {
sb.append(j);
}
BigInteger bigInt = new BigInteger(sb.toString()); ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(bigInt);//只发送1次
log.info("send:{}", bigInt);
log.info("send字节数:{}", bigInt.toByteArray().length);
future.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
if (future.isSuccess()) {
log.info("发送成功");
}
}
});
}
/**
* <pre>
* 自定义二进制协议:F+4字节长度+具体数值
* 例如:'F',0,0,0,1,42 解码为new BigInteger("42")
* </pre>
*/
@Slf4j
public class BigIntegerDecoder extends ByteToMessageDecoder {
private int splitCount = 0;
@Override
protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
log.info(">>>>>splitCount:{},可读字节数:{}",++splitCount,in.readableBytes());
//wait until the length prefix is available
if (in.readableBytes() < 5) {
return ;
}
in.markReaderIndex();
int magicNumber = in.readUnsignedByte();
if (magicNumber !='F') {
throw new CorruptedFrameException("Invalid:"+magicNumber);
}
//wait until the whole data is available
int dataLength = in.readInt();
if (in.readableBytes() < dataLength) {
in.resetReaderIndex();
return ;
}
//convert the received data into a new BigInteger
byte [] decoded = new byte[dataLength];
in.readBytes(decoded);
out.add(new BigInteger(decoded));
}
}

客户端发送了1240个字节的BigInteger,服务端接收:

18:15:13.121 [nioEventLoopGroup-3-1] >>>>>splitCount:1,可读字节数:1024
18:15:13.126 [nioEventLoopGroup-3-1] >>>>>splitCount:2,可读字节数:1245

虽然客户端只发送了1次,但服务端分2次接收在BigIntegerDecoder中都接收完后,才调用FactorialServerHandler的channelRead0方法

注意,

in.markReaderIndex();
。。。
if (in.readableBytes() < dataLength) {
in.resetReaderIndex();
return ;
}

以上的流程:

当第一次时,in.readableBytes()=1024,而dataLength=1245,所以进入该方法,将readerIndex复位到之前mark处,此例为0。舍弃该部分包数据。

当第二次时,in.readableBytes()=1245(说明,从0开始读的),读取到了完整的报文。

如果去掉以上代码,则会报错:

18:09:51.465 [nioEventLoopGroup-3-1] >>>>>splitCount:1,可读字节数:1024
io.netty.handler.codec.DecoderException: java.lang.IndexOutOfBoundsException: readerIndex(5) + length(1240) exceeds writerIndex(1024): PooledUnsafeDirectByteBuf(ridx: 5, widx: 1024, cap: 1024)

当然,服务端处理完并把原文发给客户端后,客户端也是分2次读取的:

18:15:13.119 [nioEventLoopGroup-2-1] send字节数:1240
18:15:13.153 [nioEventLoopGroup-2-1] >>>>>splitCount:1,可读字节数:1024
18:15:13.154 [nioEventLoopGroup-2-1] >>>>>splitCount:2,可读字节数:1245

3、通过为每个channel创建新的handler,从而解决即使handler中使用全局变量,也可以避免竞态条件

并发发送数据包,且每个数据包超过1024个字节,如下代码中的成员变量:

public class FactorialServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<BigInteger> {
private BigInteger lastMultiplier = new BigInteger("1");
private BigInteger factorial = new BigInteger("1"
); @Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, BigInteger msg) throws Exception {
//计算阶乘并发送到客户端
lastMultiplier = msg;
factorial =
factorial.multiply(msg);
ctx.writeAndFlush(factorial);
}
。。。

客户端调用:

public static void main(String[] args) throws Exception {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
executor(2,Thread.currentThread().getName());// 2*3*4*5=120
}
});
t1.start();
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
executor(3,Thread.currentThread().getName());// 3*4*5=60
}
});
t2.start();
Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
executor(4,Thread.currentThread().getName());// 4*5=20
}
});
t3.start();
}
public static void executor(int next,String threadName) {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).handler(new FactorialClientInitializer(next));
// make a new connection
ChannelFuture f = b.connect(HOST, PORT).sync();
// get the handler instance to retrieve the answer.
FactorialClientHandler handler = (FactorialClientHandler) f.channel().pipeline().last();
// print out the answer
log.info("threadName:{},开始:{},结束:{},结果:{}", threadName,next,COUNT, handler.getFactorial());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}

结果:不乱,各自打印各自的。因为,每发送1条数据则创建1个Channel和handler ,所以不会乱。

4、codec是netty封装好了的handler,简化代码开发。

本例中涉及的是:

ByteToMessageDecoder(inbound):必须实现decode方法

MessageToByteEncoder<Number>(outbound):必须实现encode方法

最后,

以上的3参考代码:userguide-04-factorial。1、2参考代码:userguide-04-2-factorial

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