在使用 Netty 的过程中,你将会遇到需要解码器的基于分隔符和帧长度的协议。来看 Netty 所提供的用于处理这些场景的实现。
基于分隔符的(delimited)消息协议使用定义的字符来标记的消息或者消息段(通常被称为帧)的开头或者结尾。由RFC文档正式定义的许多协议(如SMTP、POP3、IMAP以及Telnet)都是这样的。
私有组织通常也有自己的专有格式。无论你使用什么样的协议,表11-5的解码器都能帮你定义可以提取由任意标记(token)序列分隔的帧的自定义解码器。
图 11-5 当帧由行尾序列\r\n(回车符+换行符)分隔时是如何被处理的:
代码11-8 展示如何使用 LineBasedFrameDecoder 处理图11-5:
package io.netty.example.cp11; import io.netty.buffer.ByteBuf; import io.netty.channel.*; import io.netty.handler.codec.LineBasedFrameDecoder; /** * 11.8 处理由行尾符分隔的帧 */ public class LineBasedHandlerInitializer extends ChannelInitializer<Channel> { @Override protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); // LineBasedFrameDecoder将提取的帧转发给下一个 ChannelInboundHandler pipeline.addLast(new LineBasedFrameDecoder(64 * 1024)); // 添加 FrameHandler以接收帧 pipeline.addLast(new FrameHandler()); } public static final class FrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> { // 传入了单个帧的内容 @Override public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception { // Do something with the data extracted from the frame } } }
若你正在使用除了行尾符之外的分隔符分隔的帧,那你可以类似方式使用 DelimiterBasedFrameDecoder,将特定分隔符序列指定到其构造函数即可。这些解码器是实现你自己的基于分隔符的协议的工具。作为示例,使用如下协议规范:
我们用于这个协议的自定义解码器将定义如下类:
正如将在代码清单 11-9 中所能看到的那样,这个解码器的关键是扩展 LineBasedFrameDecoder
package io.netty.example.cp11; import io.netty.buffer.ByteBuf; import io.netty.channel.*; import io.netty.handler.codec.LineBasedFrameDecoder; /** * 11.9 使用 ChannelInitializer 安装解码器 */ public class CmdHandlerInitializer extends ChannelInitializer<Channel> { private static final byte SPACE = (byte) ' '; @Override protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); // 添加 CmdDecoder 以提取Cmd 对象,并将它转发给下一ChannelInboundHandler pipeline.addLast(new CmdDecoder(64 * 1024)); // 添加 CmdHandler 以接收和处理 Cmd 对象 pipeline.addLast(new CmdHandler()); } // Cmd POJO public static final class Cmd { private final ByteBuf name; private final ByteBuf args; public Cmd(ByteBuf name, ByteBuf args) { this.name = name; this.args = args; } public ByteBuf name() { return name; } public ByteBuf args() { return args; } } public static final class CmdDecoder extends LineBasedFrameDecoder { public CmdDecoder(int maxLength) { super(maxLength); } @Override protected Object decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf buffer) throws Exception { // 从 ByteBuf 中提取由行尾符序列分隔的帧 ByteBuf frame = (ByteBuf) super.decode(ctx, buffer); // 如果输入中没有帧,则返回 null if (frame == null) { return null; } // 查找第一个空格字符的索引。前面是命令名称,接着是参数 int index = frame.indexOf(frame.readerIndex(), frame.writerIndex(), SPACE); return new Cmd(frame.slice(frame.readerIndex(), index), frame.slice(index + 1, frame.writerIndex())); } } public static final class CmdHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Cmd> { @Override public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Cmd msg) throws Exception { // 处理传经 ChannelPipeline 的 Cmd 对象 // Do something with the command } } }
基于长度的协议通过将它的长度编码到帧的头部来定义帧,而不是使用特殊的分隔符来标记它的结束(固定帧大小的协议,无需将帧长度编码到头部)。
表 11-6 列出Netty提供的用于处理这种类型的协议的两种解码器:
图 11-6 展示了 FixedLengthFrameDecoder 的功能,其在构造时已经指定了帧长度为 8 字节:
你将经常会遇到被编码到消息头部的帧大小不是固定值的协议。为了处理这种变长帧,可使用 LengthFieldBasedFrameDecoder,它将从头部字段确定帧长,然后从数据流中提取指定的字节数。
图11-7,长度字段在帧中的偏移量为0,且长度为2字节:
LengthFieldBasedFrameDecoder 提供几个构造器支持各种头部配置。代码11-10展示如何使用其 3 个构造参数分别为 maxFrameLength、lengthFieldOffset 和 lengthFieldLength 的构造函数。在这个场景中,帧的长度被编码到帧起始的前8字节。
package io.netty.example.cp11; import io.netty.buffer.ByteBuf; import io.netty.channel.*; import io.netty.handler.codec.LengthFieldBasedFrameDecoder; /** * Listing 11.10 使用 LengthFieldBasedFrameDecoder 解码器基于长度的协议 */ public class LengthBasedInitializer extends ChannelInitializer<Channel> { @Override protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline(); // 使用 LengthFieldBasedFrameDecoder 解码将帧长度编码到帧起始的前 8 个字节中的消息 pipeline.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(64 * 1024, 0, 8)); // 添加 FrameHandler 以处理每个帧 pipeline.addLast(new FrameHandler()); } public static final class FrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> { @Override public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception { // 处理帧的数据 } } }
看到Netty 提供的用于支持那些通过指定协议帧的分隔符或长度(固定或可变的)以定义字节流的结构的协议的编解码器。你会发现这些编解码器的许多用途,因为许多常见协议都落到这些分类中。(11-4)-解码基于分隔符的协议和基于长度的协议