netty中的frame解码器怎么用

蜗牛 互联网技术资讯 2022-04-28 79 0

这篇文章主要介绍“netty中的frame解码器怎么用”的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇“netty中的frame解码器怎么用”文章能帮助大家解决问题。

简介

netty中的数据是通过ByteBuf来进行传输的,一个ByteBuf中可能包含多个有意义的数据,这些数据可以被称作frame,也就是说一个ByteBuf中可以包含多个Frame。

对于消息的接收方来说,接收到了ByteBuf,还需要从ByteBuf中解析出有用而数据,那就需要将ByteBuf中的frame进行拆分和解析。

一般来说不同的frame之间会有有些特定的分隔符,我们可以通过这些分隔符来区分frame,从而实现对数据的解析。

netty为我们提供了一些合适的frame解码器,通过使用这些frame解码器可以有效的简化我们的工作。下图是netty中常见的几个frame解码器:

接下来我们来详细介绍一下上面几个frame解码器的使用。

LineBasedFrameDecoder

LineBasedFrameDecoder从名字上看就是按行来进行frame的区分。根据操作系统的不同,换行可以有两种换行符,分别是 “\n” 和 “\r\n” 。

LineBasedFrameDecoder的基本原理就是从ByteBuf中读取对应的字符来和"\n" 跟 “\r\n”,可以了可以准确的进行字符的比较,这些frameDecoder对字符的编码也会有一定的要求,一般来说是需要UTF-8编码。因为在这样的编码中,“\n"和”\r"是以一个byte出现的,并且不会用在其他的组合编码中,所以用"\n"和"\r"来进行判断是非常安全的。

LineBasedFrameDecoder中有几个比较重要的属性,一个是maxLength的属性,用来检测接收到的消息长度,如果超出了长度限制,则会抛出TooLongFrameException异常。

还有一个stripDelimiter属性,用来判断是否需要将delimiter过滤掉。

还有一个是failFast,如果该值为true,那么不管frame是否读取完成,只要frame的长度超出了maxFrameLength,就会抛出TooLongFrameException。如果该值为false,那么TooLongFrameException会在整个frame完全读取之后再抛出。

LineBasedFrameDecoder的核心逻辑是先找到行的分隔符的位置,然后根据这个位置读取到对应的frame信息,这里来看一下找到行分隔符的findEndOfLine方法:

private int findEndOfLine(final ByteBuf buffer) {
        int totalLength = buffer.readableBytes();
        int i = buffer.forEachByte(buffer.readerIndex() + offset, totalLength - offset, ByteProcessor.FIND_LF);
        if (i >= 0) {
            offset = 0;
            if (i > 0 && buffer.getByte(i - 1) == '\r') {
                i--;
            }
        } else {
            offset = totalLength;
        }
        return i;
    }

这里使用了一个ByteBuf的forEachByte对ByteBuf进行遍历。我们要找的字符是:ByteProcessor.FIND_LF。

最后LineBasedFrameDecoder解码之后的对象还是一个ByteBuf。

DelimiterBasedFrameDecoder

上面讲的LineBasedFrameDecoder只对行分隔符有效,如果我们的frame是以其他的分隔符来分割的话LineBasedFrameDecoder就用不了了,所以netty提供了一个更加通用的DelimiterBasedFrameDecoder,这个frameDecoder可以自定义delimiter:

public class DelimiterBasedFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder {
        public DelimiterBasedFrameDecoder(int maxFrameLength, ByteBuf delimiter) {
        this(maxFrameLength, true, delimiter);
    }

传入的delimiter是一个ByteBuf,所以delimiter可能不止一个字符。

为了解决这个问题在DelimiterBasedFrameDecoder中定义了一个ByteBuf的数组:

 private final ByteBuf[] delimiters;
    delimiters= delimiter.readableBytes();

这个delimiters是通过调用delimiter的readableBytes得到的。

DelimiterBasedFrameDecoder的逻辑和LineBasedFrameDecoder差不多,都是通过对比bufer中的字符来对bufer中的数据进行截取,但是DelimiterBasedFrameDecoder可以接受多个delimiters,所以它的用处会根据广泛。

FixedLengthFrameDecoder

除了进行ByteBuf中字符比较来进行frame拆分之外,还有一些其他常见的frame拆分的方法,比如根据特定的长度来区分,netty提供了一种这样的decoder叫做FixedLengthFrameDecoder。

public class FixedLengthFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder

FixedLengthFrameDecoder也是继承自ByteToMessageDecoder,它的定义很简单,可以传入一个frame的长度:

public FixedLengthFrameDecoder(int frameLength) {
        checkPositive(frameLength, "frameLength");
        this.frameLength = frameLength;
    }

然后调用ByteBuf的readRetainedSlice方法来读取固定长度的数据:

in.readRetainedSlice(frameLength)

最后将读取到的数据返回。

LengthFieldBasedFrameDecoder

还有一些frame中包含了特定的长度字段,这个长度字段表示ByteBuf中有多少可读的数据,这样的frame叫做LengthFieldBasedFrame。

netty中也提供了一个对应的处理decoder:

public class LengthFieldBasedFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder

读取的逻辑很简单,首先读取长度,然后再根据长度再读取数据。为了实现这个逻辑,LengthFieldBasedFrameDecoder提供了4个字段,分别是 lengthFieldOffset,lengthFieldLength,lengthAdjustment和initialBytesToStrip。

lengthFieldOffset指定了长度字段的开始位置,lengthFieldLength定义的是长度字段的长度,lengthAdjustment是对lengthFieldLength进行调整,initialBytesToStrip表示是否需要去掉长度字段。

听起来好像不太好理解,我们举几个例子,首先是最简单的:

BEFORE DECODE (14 bytes)         AFTER DECODE (14 bytes)
   +--------+----------------+      +--------+----------------+
   | Length | Actual Content |----->| Length | Actual Content |
   | 0x000C | "HELLO, WORLD" |      | 0x000C | "HELLO, WORLD" |
   +--------+----------------+      +--------+----------------+

要编码的消息有个长度字段,长度字段后面就是真实的数据,0x000C是一个十六进制,表示的数据是12,也就是"HELLO, WORLD" 中字符串的长度。

这里4个属性的值是:

lengthFieldOffset   = 0
   lengthFieldLength   = 2
   lengthAdjustment    = 0
   initialBytesToStrip = 0

表示的是长度字段从0开始,并且长度字段占有两个字节,长度不需要调整,也不需要对字段进行调整。

再来看一个比较复杂的例子,在这个例子中4个属性值如下:

 lengthFieldOffset   = 1  
   lengthFieldLength   = 2
   lengthAdjustment    = 1  
   initialBytesToStrip = 3

对应的编码数据如下所示:

BEFORE DECODE (16 bytes)                       AFTER DECODE (13 bytes)
   +------+--------+------+----------------+      +------+----------------+
   | HDR1 | Length | HDR2 | Actual Content |----->| HDR2 | Actual Content |
   | 0xCA | 0x000C | 0xFE | "HELLO, WORLD" |      | 0xFE | "HELLO, WORLD" |
   +------+--------+------+----------------+      +------+----------------+

上面的例子中长度字段是从第1个字节开始的(第0个字节是HDR1),长度字段占有2个字节,长度再调整一个字节,最终数据的开始位置就是1+2+1=4,然后再截取前3个字节的数据,得到了最后的结果。

关于“netty中的frame解码器怎么用”的内容就介绍到这里了,感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识,可以关注蜗牛博客行业资讯频道,小编每天都会为大家更新不同的知识点。

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