深圳建网站seo,一键生成简历,网络推广费计入什么科目,网站建设需要用到的软件开发优质博文#xff1a;IT-BLOG-CN 一、粘包出现的原因
服务端与客户端没有约定好要使用的数据结构。Socket Client实际是将数据包发送到一个缓存buffer中#xff0c;通过buffer刷到数据链路层。因服务端接收数据包时#xff0c;不能断定数据包1何时结束#xff0c;就有可能出… 优质博文IT-BLOG-CN 一、粘包出现的原因
服务端与客户端没有约定好要使用的数据结构。Socket Client实际是将数据包发送到一个缓存buffer中通过buffer刷到数据链路层。因服务端接收数据包时不能断定数据包1何时结束就有可能出现数据包2的部分数据结合数据包1发送出去导致服务器读取数据包1时包含了数据包2的数据。这种现象称为粘包。
二、案例展示
【1】服务端代码如下具体注释说明
package com.server;import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;/*** Netty5服务端* author zhengzx**/
public class ServerSocket {public static void main(String[] args) {//创建服务类ServerBootstrap serverBootstrap new ServerBootstrap();//boss和workerNioEventLoopGroup boss new NioEventLoopGroup();NioEventLoopGroup worker new NioEventLoopGroup();try {//设置线程池serverBootstrap.group(boss,worker);//设置socket工厂,Channel 是对 Java 底层 Socket 连接的抽象serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);//设置管道工厂serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializerChannel() {Overrideprotected void initChannel(Channel ch) throws Exception {//设置后台转换器二进制转换字符串ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());ch.pipeline().addLast(new ServerSocketHandler());}});//设置TCP参数serverBootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 2048);//连接缓冲池大小serverBootstrap.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);//维持连接的活跃清除死连接serverBootstrap.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true);//关闭超时连接ChannelFuture future serverBootstrap.bind(10010);//绑定端口System.out.println(服务端启动);//等待服务端关闭future.channel().closeFuture().sync();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {//释放资源boss.shutdownGracefully();worker.shutdownGracefully();}}
}【2】ServerSocketHandler处理类展示
package com.server;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;public class ServerSocketHandler extends SimpleChannelInboundHandlerString{Overrideprotected void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {System.out.println(msg);}}【3】客户端发送请求代码展示
package com.client;import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;public class Client {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {//创建连接Socket socket new Socket(127.0.0.1, 10010);//循环发送请求for(int i0;i1000;i){socket.getOutputStream().write(hello.getBytes());} //关闭连接socket.close();}
}【4】打印结果。正常情况应为一行一个hello打印
三、分包
数据包数据被分开一部分发送出去服务端一次读取数据时可能读取到完整数据包的一部分剩余部分被第二次读取。具体情况如下图展示
四、解决办法
方案一定义一个稳定的结构
【1】包头length数据包 客户端代码展示包头用来防止socket攻击length用来获取数据包的长度。
package com.server;import java.io.IOException;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.nio.ByteBuffer;import org.omg.CORBA.PRIVATE_MEMBER;
import org.omg.CORBA.PUBLIC_MEMBER;/*** category 通过长度数据包的方式解决粘包分包问题* author zhengzx**/
public class Client {//定义包头public static int BAO 24323455;public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {//创建连接Socket socket new Socket(127.0.0.1, 10010);//客户端发送的消息String msg hello;//获取消息的字节码byte[] bytes msg.getBytes();//初始化buffer的长度44表示包头长度存放数据长度的整数的长度ByteBuffer buffer ByteBuffer.allocate(8bytes.length);//将长度和数据存入buffer中buffer.putInt(BAO);buffer.putInt(bytes.length);buffer.put(bytes);//获取缓冲区中的数据byte[] array buffer.array();//循环发送请求for(int i0;i1000;i){socket.getOutputStream().write(array);} //关闭连接socket.close();}
}【2】服务端 需要注意的是添加了MyDecoder类此类具体下面介绍
package com.server;import java.net.InetSocketAddress;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;import org.jboss.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipeline;
import org.jboss.netty.channel.ChannelPipelineFactory;
import org.jboss.netty.channel.Channels;
import org.jboss.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannelFactory;
import org.jboss.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import org.jboss.netty.handler.codec.string.StringEncoder;public class Server {public static void main(String[] args) {//服务类ServerBootstrap bootstrap new ServerBootstrap();//boss线程监听端口worker线程负责数据读写ExecutorService boss Executors.newCachedThreadPool();ExecutorService worker Executors.newCachedThreadPool();//设置niosocket工厂bootstrap.setFactory(new NioServerSocketChannelFactory(boss, worker));//设置管道的工厂bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {Overridepublic ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {ChannelPipeline pipeline Channels.pipeline();pipeline.addLast(decoder, new MyDecoder());pipeline.addLast(handler1, new HelloHandler());return pipeline;}});bootstrap.bind(new InetSocketAddress(10101));System.out.println(start!!!);}}【3】MyDecode类 需要继承FrameDecoder类。此类中用ChannelBuffer缓存没有读取的数据包等接收到第二次发送的数据包时会将此数据包与缓存的数据包进行拼接处理。当return一个String时FarmedDecoder通过判断返回类型调用相应的sendUpStream(event)向下传递数据。源码展示
public static void fireMessageReceived(ChannelHandlerContext ctx, Object message, SocketAddress remoteAddress) {ctx.sendUpstream(new UpstreamMessageEvent(ctx.getChannel(), message, remoteAddress));}
}当返回null时会进行break不处理数据包中的数据源码展示
while (cumulation.readable()) {int oldReaderIndex cumulation.readerIndex();Object frame decode(context, channel, cumulation);if (frame null) {if (oldReaderIndex cumulation.readerIndex()) {// Seems like more data is required.// Let us wait for the next notification.break;} else {// Previous data has been discarded.// Probably it is reading on.continue;}}
}我们自己写的MyDecoder类代码展示包含socket攻击的校验
package com.server;import org.jboss.netty.buffer.ChannelBuffer;
import org.jboss.netty.channel.Channel;
import org.jboss.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import org.jboss.netty.handler.codec.frame.FrameDecoder;public class MyDecoder extends FrameDecoder{Overrideprotected Object decode(ChannelHandlerContext arg0, Channel arg1, ChannelBuffer buffer) throws Exception {//buffer.readableBytes获取缓冲区中的数据 需要 大于基本长度if(buffer.readableBytes() 4) {//防止socket攻击,当缓冲区数据大于2048时,清除数据。if(buffer.readableBytes() 2048) {buffer.skipBytes(buffer.readableBytes());}//循环获取包头,确定数据包的开始位置while(true) {buffer.markReaderIndex();if(buffer.readInt() Client.BAO) {break;}//只读取一个字节buffer.resetReaderIndex();buffer.readByte();if(buffer.readableBytes() 4) {return null;}}//做标记buffer.markReaderIndex();//获取数据包的发送过来时的长度int readInt buffer.readInt();//判断buffer中剩余的数据包长度是否大于单个数据包的长度(readInt)if(buffer.readableBytes() readInt) {//返回到上次做标记的地方,因为此次数据读取的不是一个完整的数据包。buffer.resetReaderIndex();//缓存当前数据,等待剩下数据包到来return null;}//定义一个数据包的长度byte[] bt new byte[readInt];//读取数据buffer.readBytes(bt);//往下传递对象return new String(bt);}//缓存当前数据包,等待第二次数据的到来return null;}
}【4】服务端 处理请求的handler。
package com.server;import org.jboss.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import org.jboss.netty.channel.MessageEvent;
import org.jboss.netty.channel.SimpleChannelHandler;public class HelloHandler extends SimpleChannelHandler {private int count 1;Overridepublic void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e) throws Exception {System.out.println(e.getMessage() count);count;}
}【5】结果展示按顺序打印
方案二 在消息的尾部加一些特殊字符那么在读取数据的时候只要读到这个特殊字符就认为已经可以截取一个完整的数据包了这种情况在一定的业务情况下实用。
方案三LengthFieldBasedFrameDecoder与LengthFieldPrepender LengthFieldBasedFrameDecoder与LengthFieldPrepender需要配合起来使用这两者一个是解码一个是编码的关系。它们处理粘拆包的主要思想是在生成的数据包中添加一个长度字段用于记录当前数据包的长度。LengthFieldBasedFrameDecoder会按照参数指定的包长度偏移量数据对接收到的数据进行解码从而得到目标消息体数据而LengthFieldPrepender则会在响应的数据前面添加指定的字节数据这个字节数据中保存了当前消息体的整体字节数据长度。
关于 LengthFieldBasedFrameDecoder这里需要对其构造函数参数进行介绍
public LengthFieldBasedFrameDecoder(int maxFrameLength, //指定了每个包所能传递的最大数据包大小int lengthFieldOffset, //指定了长度字段在字节码中的偏移量int lengthFieldLength, //指定了长度字段所占用的字节长度int lengthAdjustment, //对一些不仅包含有消息头和消息体的数据进行消息头的长度的调整这样就可以只得到消息体的数据这里的 lengthAdjustment 指定的就是消息头的长度int initialBytesToStrip) //对于长度字段在消息头中间的情况可以通过 initialBytesToStrip 忽略掉消息头以及长度字段占用的字节。我们以json序列化为例对LengthFieldBasedFrameDecoder和LengthFieldPrepender的使用方式进行说明。如下是EchoServer的源码
public class EchoServer {public void bind(int port) throws InterruptedException {EventLoopGroup bossGroup new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup new NioEventLoopGroup();try {ServerBootstrap bootstrap new ServerBootstrap();bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024).handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO)).childHandler(new ChannelInitializerSocketChannel() {Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {// 这里将LengthFieldBasedFrameDecoder添加到pipeline的首位因为其需要对接收到的数据// 进行长度字段解码这里也会对数据进行粘包和拆包处理ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 2, 0, 2));// LengthFieldPrepender是一个编码器主要是在响应字节数据前面添加字节长度字段ch.pipeline().addLast(new LengthFieldPrepender(2));// 对经过粘包和拆包处理之后的数据进行json反序列化从而得到User对象ch.pipeline().addLast(new JsonDecoder());// 对响应数据进行编码主要是将User对象序列化为jsonch.pipeline().addLast(new JsonEncoder());// 处理客户端的请求的数据并且进行响应ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());}});ChannelFuture future bootstrap.bind(port).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new EchoServer().bind(8080);}
}EchoServer主要是在pipeline中添加了两个编码器和两个解码一器编码器主要是负责将响应的User对象序列化为json对象然后在其字节数组前面添加一个长度字段的字节数组解码一器主要是对接收到的数据进行长度字段的解码然后将其反序列化为一个User对象。下面是JsonDecoder的源码
public class JsonDecoder extends MessageToMessageDecoderByteBuf {Overrideprotected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf buf, ListObject out) throws Exception {byte[] bytes new byte[buf.readableBytes()];buf.readBytes(bytes);User user JSON.parseObject(new String(bytes, CharsetUtil.UTF_8), User.class);out.add(user);}
}JsonDecoder首先从接收到的数据流中读取字节数组然后将其反序列化为一个User对象。下面我们看看JsonEncoder的源码
public class JsonEncoder extends MessageToByteEncoderUser {Overrideprotected void encode(ChannelHandlerContext ctx, User user, ByteBuf buf)throws Exception {String json JSON.toJSONString(user);ctx.writeAndFlush(Unpooled.wrappedBuffer(json.getBytes()));}
}JsonEncoder将响应得到的User对象转换为一个json对象然后写入响应中。对于EchoServerHandler其主要作用就是接收客户端数据并且进行响应如下是其源码
public class EchoServerHandler extends SimpleChannelInboundHandlerUser {Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, User user) throws Exception {System.out.println(receive from client: user);ctx.write(user);}
}对于客户端其主要逻辑与服务端的基本类似这里主要展示其pipeline的添加方式以及最后发送请求并且对服务器响应进行处理的过程
Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 2, 0, 2));ch.pipeline().addLast(new LengthFieldPrepender(2));ch.pipeline().addLast(new JsonDecoder());ch.pipeline().addLast(new JsonEncoder());ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());
}这里客户端首先会在连接上服务器时往服务器发送一个User对象数据然后在接收到服务器响应之后会打印服务器响应的数据。
public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandlerUser {Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {ctx.write(getUser());}private User getUser() {User user new User();user.setAge(27);user.setName(zhangxufeng);return user;}Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, User user) throws Exception {System.out.println(receive message from server: user);}
}方案四自定义粘包与拆包器 对于一些更加复杂的协议可能有一些定制化的需求。通过继承LengthFieldBasedFrameDecoder和LengthFieldPrepender来实现粘包和拆包的处理。
如果用户确实需要不通过继承的方式实现自己的粘包和拆包处理器这里可以通过实现MessageToByteEncoder和ByteToMessageDecoder来实现。这里MessageToByteEncoder的作用是将响应数据编码为一个ByteBuf对象而ByteToMessageDecoder则是将接收到的ByteBuf数据转换为某个对象数据。通过实现这两个抽象类用户就可以达到实现自定义粘包和拆包处理的目的。如下是这两个类及其抽象方法的声明
public abstract class ByteToMessageDecoder extends ChannelInboundHandlerAdapter {protected abstract void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, ListObject out) throws Exception;
}public abstract class MessageToByteEncoderI extends ChannelOutboundHandlerAdapter {protected abstract void encode(ChannelHandlerContext ctx, I msg, ByteBuf out) throws Exception;
}
