引言

在前面关于《Netty入门篇》的文章中，我们现已开端对Netty这个闻名的网络结构有了认知，本章的意图则是接受上文，再对Netty中的一些进阶知识进行论述，究竟前面的内容中，仅论述了一些Netty的核心组件，想要真正把握Netty结构，关于它我们应该具有更为全面的认知。

一、Netty中的粘包半包问题

实践上粘包、半包问题，并不仅仅只在Netty中存在，凡是依据TCP协议构建的网络组件，根本都需求面临这两个问题，关于粘包问题，在之前关于《计算机网络与协议簇-TCP沾包》中也曾讲到过：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

但其时我写成了沾包，但实践上专业的术语解释为：粘包，这儿我纠正一下，接着再简略说清楚粘包和半包的问题：

粘包：这种现象就好像其名，指通信双方中的一端发送了多个数据包，但在另一端则被读取成了一个数据包，比方客户端发送123、ABC两个数据包，但服务端却收成的却是123ABC这一个数据包。形成这个问题的实质原因，在前面TCP的章节中讲过，这首要是由于TPC为了优化传输功率，将多个小包兼并成一个大包发送，一同多个小包之间没有鸿沟切开形成的。

半包：指通信双方中的一端发送一个大的数据包，但在另一端被读取成了多个数据包，例如客户端向服务端发送了一个数据包：ABCDEFGXYZ，而服务端则读取成了ABCEFG、XYZ两个包，这两个包实践上都是一个数据包中的一部分，这个现象则被称之为半包问题（发生这种现象的原因在于：接纳方的数据接纳缓冲区过小导致的）。

上述说到的这两种网络通信的问题具体该怎么处理，这点我们放到后面再细说，先来看看Netty中的沾包和半包问题。

1.1、Netty的粘包、半包问题演示

这儿也就不多说废话了，结合《Netty入门篇》的知识，快速搭建出一个服务端、客户端的通信事例，如下：

// 演示数据粘包问题的服务端
public class AdhesivePackageServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();
        server.group(group);
        server.channel(NioServerSocketChannel.class);
        server.childHandler(new ServerInitializer());
        server.bind("127.0.0.1",8888);
    }
}
// 演示粘包、半包问题的通用初始化器
public class ServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        socketChannel.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));
        socketChannel.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
            // 数据安排稳当事情：当收到客户端数据时会读取通道内的数据
            @Override
            public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx)
                    throws Exception {
                // 在这儿直接输出通道内的数据信息
                System.out.println(ctx.channel());
                super.channelReadComplete(ctx);
            }
        });
    }
}
// 演示数据粘包问题的客户端
public class AdhesivePackageClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap client = new Bootstrap();
        try {
            client.group(worker);
            client.channel(NioSocketChannel.class);
            client.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                        // 在通道准备安排稳当后会触发的事情
                        @Override
                        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) 
                                                            throws Exception {
                            // 向服务端发送十次数据，每次发送一个字节！
                            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                                System.out.println("正在向服务端发送第"+ 
                                                        i +"次数据......");
                                ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer(1);
                                buffer.writeBytes(new byte[]{(byte) i});
                                ctx.writeAndFlush(buffer);
                            }
                        }
                    });
                }
            });
            client.connect("127.0.0.1", 8888).sync();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            worker.shutdownGracefully();
        }
    }
}

这个事例中的代码也并不难了解，客户端的代码中，会向服务端发送十次数据，而服务端仅仅只做了数据读取的动作而已，接着来看看运转成果：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从运转成果中可显着观测到，客户端发送的十个1Bytes的数据包，在服务端直接被兼并成了一个10Bytes的数据包，这显着便是粘包的现象，接着再来看看半包的问题，代码如下：

// 演示半包问题的服务端
public class HalfPackageServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();
        server.group(group);
        server.channel(NioServerSocketChannel.class);
        // 调整服务端的接纳窗口巨细为四字节
        server.option(ChannelOption.SO_RCVBUF,4);
        server.childHandler(new ServerInitializer());
        server.bind("127.0.0.1",8888);
    }
}
// 演示半包问题的客户端
public class HalfPackageClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap client = new Bootstrap();
        try {
            client.group(worker);
            client.channel(NioSocketChannel.class);
            client.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                        // 在通道准备安排稳当后会触发的事情
                        @Override
                        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)
                                throws Exception {
                            // 向服务端发送十次数据，每次发送十个字节！
                            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                                ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer();
                                buffer.writeBytes(new byte[]
                                        {'a','b','c','d','e','f','g','x','y','z'});
                                ctx.writeAndFlush(buffer);
                            }
                        }
                    });
                }
            });
            client.connect("127.0.0.1", 8888).sync();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            worker.shutdownGracefully();
        }
    }
}-

上面的代码中，客户端向服务端发送了十次数据，每次数据会发送10个字节，而在服务端多加了下述这行代码：

server.option(ChannelOption.SO_RCVBUF,4);

这行代码的作用是调整服务端的接纳窗口巨细为四字节，由于默许的接纳窗口较大，客户端需求一次性发送很多数据才能演示出半包现象，这儿为了便于演示，因而将接纳窗口调小，运转成果如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从上述运转成果中，也可以显着观察到半包现象，客户端发送的十个数据包，每个包中的数据都为10字节，但服务端中，接纳到的数据显着并不契合预期，尤其是第三个数据包，是一个不折不扣的半包现象。

1.2、粘包、半包问题的发生原因

前面简略聊了一下粘包、半包问题，但这些问题究竟是什么原因导致的呢？关于这点前面并未深入探讨，这儿来做一致解说，想要弄了解粘包、半包问题的发生原因，这还得说回TCP协议，我们还记得之前说过的TCP-滑动窗口嘛？

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

1.2.1、TCP协议的滑动窗口

由于TCP是一种可靠性传输协议，所以在网络通信进程中，会选用一问一答的形式，也便是一端发送数据后，必须得到另一端回来ACK呼应后，才会持续发送后续的数据。但这种一问一答的同步办法，显着会非常影响数据的传输功率。

TCP协议为了处理传输功率的问题，引入了一种名为滑动窗口的技能，也便是在发送方和接纳方上各有一个缓冲区，这个缓冲区被称为“窗口”，假定发送方的窗口巨细为100KB，那么发送端的前100KB数据，无需等候接纳端回来ACK，可以一向发送，直到发满100KB数据中止。

假如发送端在发送前100KB数据时，接纳端回来了某个数据包的ACK，那此刻发送端的窗口会一向向下滑动，比方开端窗口规模是0~100KB，收到ACK后会滑动到20~120KB、120~220KB....（实践上窗口的巨细、规模，TCP会依据网络拥塞程度、ACK呼应时刻等状况来自动调整）。

一同，除开发送方有窗口外，接纳方也会有一个窗口，接纳方只会读取窗口规模之内的数据，假如超出窗口规模的数据并不会读取，这也就意味着不会对窗口之外的数据包回来ACK，所以发送方在未收到ACK时，对应的窗口会中止向后滑动，并在必定时刻后对未回来ACK的数据进行重发。

关于TCP的滑动窗口，发送方的窗口起到优化传输功率的作用，而接纳端的窗口起到流量操控的作用。

1.2.2、传输层的MSS与链路层的MTU

了解了滑动窗口的概念后，接着来说说MSS、MTU这两个概念，MSS是传输层的最大报文长度约束，而MTU则是链路层的最大数据包巨细约束，一般MTU会约束MSS，比方MTU=1500，那么MSS最大只能为1500减去报文头长度，以TCP协议为例，MSS最大为1500-40=1460。

为什么需求这个约束呢？这是由于网络设备硬件导致的，比方恣意类型的网卡，不或许让一个数据包无限增长，由于网卡会有带宽约束，比方一次性传输一个1GB的数据包，假如不约束巨细直接发送，这会导致网络呈现阻塞，并且超出网络硬件设备单次传输的最大约束。

所以当一个数据包，超出MSS巨细时，TCP协议会自动切开这个数据包，将该数据包拆分红一个个的小包，然后分批次进行传输，然后完成大文件的传输。

1.2.3、TCP协议的Nagle算法

依据MSS最大报文约束，可以完成大文件的切开并分批发送，但在网络通信中，还有另一种特别状况，便是极小的数据包传输，由于TCP的报文头默许会有40个字节，假如数据只要1字节，那加上报文头仍旧会发生一个41字节的数据包。

假如这种体积较小的数据包在传输中经常呈现，这定然会导致网络资源的糟蹋，究竟数据包中只要1字节是数据，另外40个字节是报文头，假如呈现1W个这样的数据包，也就意味着会发生400MB的报文头，但实践数据只占10MB，这显着是不稳当的。

正是由于上述原因，因而TCP协议中引入了一种名为Nagle的算法，如若接连几次发送的数据都很小，TCP会依据算法把多个数据兼并成一个包宣布，然后优化网络传输的功率，并且削减对资源的占用。

1.2.4、使用层的接纳缓冲区和发送缓冲区

关于操作系统的IO函数而言，网络数据不管是发送也好，仍是接纳也罢，并不会选用“复制”的办法作业，比方现在想要传输一个10MB的数据，不或许直接将这个数据一次性拷贝到缓冲区内，而是一个一个字节进行传输，举个比方：

假定现在要发送ABCDEFGXYZ....这组数据，IO函数会挨个将每个字节放到发送缓冲区中，会呈现A、B、C、D、E、F....这个次序挨个写入，而接纳方仍旧如此，读取数据时也会一个个字节读取，以A、B、C、D、E、F....这个次序读取一个数据包中的数据（实践状况会杂乱一些，或许会按必定单位操作数据，而并不是以单个字节作为单位）。

而使用程序为了发送/接纳数据，通常都需求具有两个缓冲区，即所说的接纳缓冲区和发送缓冲区，一个用来暂存要发送的数据，另一个则用来暂存接纳到的数据，一同这两个缓冲区的巨细，可自行调整其巨细（Netty默许的接纳/发送缓冲区巨细为1024KB）。

1.2.5、粘包、半包问题的发生原因

了解了上述几个概念后，接着再来看看粘包和半包就简略很多了，粘包和半包问题，或许会由多方面因素导致，如下：

  • 粘包：发送12345、ABCDE两个数据包，被接纳成12345ABCDE一个数据包，多个包粘在一同。
    • 使用层：接纳方的接纳缓冲区太大，导致读取多个数据包一同输出。
    • TCP滑动窗口：接纳方窗口较大，导致发送方宣布多个数据包，处理不及时形成粘包。
    • Nagle算法：由于发送方的数据包体积过小，导致多个数据包兼并成一个包发送。
  • 半包：发送12345ABCDE一个数据包，被接纳成12345、ABCDE两个数据包，一个包拆成多个。
    • 使用层：接纳方缓冲区太小，无法存方发送方的单个数据包，因而拆开读取。
    • 滑动窗口：接纳方的窗口太小，无法一次性放下完好数据包，只能读取其间一部分。
    • MSS约束：发送方的数据包超过MSS约束，被拆分为多个数据包发送。

上述便是呈现粘包、半包问题的根本原因，更多的是由于TCP协议形成的，所以想要处理这两个问题，就得自己重写底层的TCP协议，这关于我们而言并不现实，究竟TCP/IP协议栈，根本包括各式各样的网络设备，想要从根源上处理粘包、半包问题，重写协议后还得替换掉一切网络设备内部的TCP完成，现在世界上没有任何一个安排、企业、个人具有这样的影响力。

1.3、粘包、半包问题的处理计划

既然无法在底层从根源上处理问题，那此刻可以换个思路，也便是从使用层动身，粘包、半包问题都是由于数据包与包之间，没有鸿沟切开导致的，那想要处理这样的问题，发送方可以在每个数据包的尾部，自己拼接一个特别分隔符，接纳方读取到数据时，再依据对应的分隔符读取数据即可。

关于其他的一些网络编程的技能栈，我们不做过多延伸，要点来聊一聊Netty中的粘包、半包问题该怎么处理呢？其实这也并不需求自己动手处理，由于Netty内部早已内置了相关完成，究竟我们能想到的问题，结构的设计者也早已料到，接着一同来看看Netty的处理计划吧。

1.3.1、运用短衔接处理粘包问题

关于短衔接我们应该都不生疏，HTTP/1.0版别中，默许运用的便是TCP短衔接，这是指客户端在发送一次数据后，就会立马断开与服务端的网络衔接，在客户端断开衔接后，服务端会收到一个-1的状况码，而我们可以用这个作为音讯（数据）的鸿沟，以此区分不同的数据包，如下：

// 演示通过短衔接处理粘包问题的服务端
public class AdhesivePackageServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();
        server.group(group);
        server.channel(NioServerSocketChannel.class);
        server.childHandler(new ServerInitializer());
        server.bind("127.0.0.1",8888);
    }
}
// 演示通过短衔接处理粘包问题的客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            sendData();
        }
    }
    private static void sendData(){
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap client = new Bootstrap();
        try {
            client.group(worker);
            client.channel(NioSocketChannel.class);
            client.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {
                        // 在通道准备安排稳当后会触发的事情
                        @Override
                        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)
                                throws Exception {
                            // 向服务端发送一个20字节的数据包，然后断开衔接
                            ByteBuf buffer = ctx.alloc().buffer(1);
                            buffer.writeBytes(new byte[]
                                        {'0','1','2','3','4',
                                        '5','6','7','8','9',
                                        'A','B','C','D','E',
                                        'M','N','X','Y','Z'});
                            ctx.writeAndFlush(buffer);
                            ctx.channel().close();
                        }
                    });
                }
            });
            client.connect("127.0.0.1", 8888).sync();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        } finally {
            worker.shutdownGracefully();
        }
    }
}

服务端的代码，仍旧用之前演示粘包问题的AdhesivePackageServer，上述只对客户端的代码进行了改造，首要是将创立客户端衔接、发送数据的代码抽象成了一个办法，然后在循环内部调用该办法，运转成果如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从运转成果中可以看出，发送的3个数据包，都未呈现粘包问题，每个数据包之间都是独立切开的。但这种办法处理粘包问题，实践上归于一种“投机取巧”的计划，究竟每个数据包都选用新的衔接发送，在操作系统级别来看，每个数据包都源自于不同的网络套接字，天然会分开读取。

但这种办法无法处理半包问题，例如这儿我们将服务端的接纳缓冲区调小：

// 演示半包问题的服务端
public class HalfPackageServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();
        server.group(group);
        server.channel(NioServerSocketChannel.class);
        // 调整服务端的接纳缓冲区巨细为16字节（最小为16，无法设置更小）
        server.childOption(ChannelOption.RCVBUF_ALLOCATOR,
                new AdaptiveRecvByteBufAllocator(16,16,16));
        server.childHandler(new ServerInitializer());
        server.bind("127.0.0.1",8888);
    }
}

然后再发动这个服务端，接着再发动前面的客户端，作用如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从成果中仍旧会发现，多个数据包之间仍是发生了半包问题，由于服务端的接纳缓冲区一次性最大只能存下16Bytes数据，所以客户端每次发送20Bytes数据，无法全部存入缓冲区，终究就呈现了一个数据包被拆成多个包读取。

正由于短衔接这种办法，无法很好的处理半包问题，所以一般线上除开特别场景外，不然不会运用短衔接这种形式来单独处理粘包问题，接着看看Netty中供给的一些处理计划。

1.3.2、定长帧解码器

前面聊到的短衔接办法，处理粘包问题的思路归于投机取巧行为，一同也需求频繁的树立/断开衔接，这无论是从资源利用率、仍是程序执行的功率上来说，都并不稳当，而Netty中供给了一系列处理粘包、半包问题的完成类，即Netty的帧解码器，先来看看定长帧解码器，事例如下：

// 通过定长帧解码器处理粘包、半包问题的演示类
public class FixedLengthFrameDecoderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过Netty供给的测验通道来代替服务端、客户端
        EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(
                // 增加一个定长帧解码器（每条数据以8字节为单位拆包）
                new FixedLengthFrameDecoder(8),
                new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
        );
        // 调用三次发送数据的办法（等价于向服务端发送三次数据）
        sendData(channel,"ABCDEGF",8);
        sendData(channel,"XYZ",8);
        sendData(channel,"12345678",8);
    }
    private static void sendData(EmbeddedChannel channel, String data, int len){
        //  获取发送数据的字节长度
        byte[] bytes = data.getBytes();
        int dataLength = bytes.length;
        // 依据固定长度补齐要发送的数据
        String alignString = "";
        if (dataLength < len){
            int alignLength = len - bytes.length;
            for (int i = 1; i <= alignLength; i++) {
                alignString = alignString + "*";
            }
        }
        // 拼接上补齐字符，得到终究要发送的音讯数据
        String msg = data + alignString;
        byte[] msgBytes = msg.getBytes();
        // 构建缓冲区，通过channel发送数据
        ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(8);
        buffer.writeBytes(msgBytes);
        channel.writeInbound(buffer);
    }
}

留意看上述这个事例，在其间就并未搭建服务端、客户端了，而是选用EmbeddedChannel目标来测验，这个通道是Netty供给的测验通道，可以依据它来快速搭建测验用例，上述中的：

new EmbeddedChannel(
    new FixedLengthFrameDecoder(8),
    new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
);

这段代码，就类似于之前在服务端的pipeline增加处理器的进程，等价于下述这段代码：

socketChannel.pipeline().addLast(new FixedLengthFrameDecoder(8));
socketChannel.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));

了解了EmbeddedChannel后，接着先来看看运转成果，如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

留意看上述成果，在该事例中，服务端会以8Bytes为单位，然后对数据进行分包处理，平均每读取8Bytes数据，就会将其当作一个数据包。假如客户端发送的一条数据，长度没有8个字节，在sendData()办法中则会以*号补齐。比方上图中，发送了一条XYZ数据，由于长度只要3字节，所以会再拼接五个*号补齐八字节的长度。

这种选用固定长度解析数据的办法，确实可以有用防止粘包、半包问题的呈现，由于每个数据包之间，会以八个字节的长度作为鸿沟，然后切开数据。但这种办法也存在三个致命缺陷：

  • ①只适用于传输固定长度规模内的数据场景，并且客户端在发送数据前，还需自己依据长度补齐数据。
  • ②假如发送的数据超出固定长度，服务端仍旧会按固定长度分包，所以仍然会存在半包问题。
  • ③关于未达到固定长度的数据，还需求额定传输补齐的*号字符，会占用不用要的网络资源。

1.3.3、行帧解码器

上面说到的定长帧解码器，由于运用时存在少许约束，运用它来解析数据就并不那么灵活，尤其是针关于一些数据长度可变的场景，显得就有少许乏力，因而Netty中还供给了行帧解码器，事例如下：

// 通过行帧解码器处理粘包、半包问题的演示类
public class LineFrameDecoderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 通过Netty供给的测验通道来代替服务端、客户端
        EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(
            // 增加一个行帧解码器（在超出1024后还未检测到换行符，就会中止读取）
            new LineBasedFrameDecoder(1024),
            new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
        );
        // 调用三次发送数据的办法（等价于向服务端发送三次数据）
        sendData(channel,"ABCDEGF");
        sendData(channel,"XYZ");
        sendData(channel,"12345678");
    }
    private static void sendData(EmbeddedChannel channel, String data){
        // 在要发送的数据完毕，拼接上一个\n换行符（\r\n也可以）
        String msg = data + "\n";
        //  获取发送数据的字节长度
        byte[] msgBytes = msg.getBytes();
        // 构建缓冲区，通过channel发送数据
        ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(8);
        buffer.writeBytes(msgBytes);
        channel.writeInbound(buffer);
    }
}

在上述事例中，我们给服务端增加了一个LineBasedFrameDecoder(1024)行解码器，其间有个1024的数字，这是啥意思呢？这个是数据的最大长度约束，究竟在网络接纳进程中，假如一向没有读取到换行符，总不能一向接纳下去，所以当数据的长度超出该值后，Netty会默许将前面读到的数据分红一个数据包。

一同在发送数据的sendData()办法中，这回就无需我们自己补齐数据了，只需在每个要发送的数据完毕，手动拼接上一个\n或\r\n换行符即可，服务端在读取数据时，会按换行符来作为鸿沟切开，运转成果如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从成果中可以看出，每个数据包都是按客户端发送的格式做了解析，并未呈现粘包、半包现象。

1.3.4、分隔符帧解码器

上面聊了以换行符作为分隔符的解码器，但Netty中还供给了自定义分隔符的解码器，运用这种解码器，能让诸位随心所欲的定义自己的分隔符，事例如下：

public class DelimiterFrameDecoderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义一个分隔符（记得要用ByteBuf目标来包装）
        ByteBuf delimiter = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(1);
        delimiter.writeByte('*');
        // 通过Netty供给的测验通道来代替服务端、客户端
        EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(
                // 增加一个分隔符帧解码器（传入自定义的分隔符）
                new DelimiterBasedFrameDecoder(1024,delimiter),
                new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
        );
        // 调用三次发送数据的办法（等价于向服务端发送三次数据）
        sendData(channel,"ABCDEGF");
        sendData(channel,"XYZ");
        sendData(channel,"12345678");
    }
    private static void sendData(EmbeddedChannel channel, String data){
        // 在要发送的数据完毕，拼接上一个*号（由于前面自定义的分隔符为*号）
        String msg = data + "*";
        //  获取发送数据的字节长度
        byte[] msgBytes = msg.getBytes();
        // 构建缓冲区，通过channel发送数据
        ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(8);
        buffer.writeBytes(msgBytes);
        channel.writeInbound(buffer);
    }
}

这个事例的运转成果与上一个完全相同，不同点则在于换了一个解码器，换成了：

new DelimiterBasedFrameDecoder(1024,delimiter)

而后发送数据的时分，对每个数据的完毕，手动拼接一个*号作为分隔符即可。

相较于本来的定长解码器，行解码器、自定义分隔符解码器显着更加灵活，由于支撑可变长度的数据，但这两种解码器，仍旧存在少许缺陷：

  • ①关于每一个读取到的字节都需求判别一下：是否为完毕的分隔符，这会影响整体功用。
  • ②仍旧存在最大长度约束，当数据超出最大长度后，会自动将其分包，在数据传输量较大的状况下，仍旧会导致半包现象呈现。

1.3.5、LTC帧解码器

前面聊过的多个解码器中，无论是哪个，都多多少少会存在少许不完美，因而Netty终究供给了一款LTC解码器，这个解码器也归于实践Netty开发中，使用最为广泛的一种，但了解起来稍微有些杂乱，先来看看它的结构办法：

public class LengthFieldBasedFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder {
    public LengthFieldBasedFrameDecoder(
            int maxFrameLength, 
            int lengthFieldOffset, 
            int lengthFieldLength, 
            int lengthAdjustment, 
            int initialBytesToStrip) {
        this(maxFrameLength, 
        lengthFieldOffset, 
        lengthFieldLength, 
        lengthAdjustment, 
        initialBytesToStrip, true);
    }
    // 暂时省略其他参数的结构办法......
}

从上述结构器中可显着看出，LTC中存在五个参数，看起来都比较长，接着简略解释一下：

  • maxFrameLength：数据最大长度，答应单个数据包的最大长度，超出长度后会自动分包。
  • lengthFieldOffset：长度字段偏移量，表明描绘数据长度的信息从第几个字段开端。
  • lengthFieldLength：长度字段的占位巨细，表明数据中的运用了几个字节描绘正文长度。
  • lengthAdjustment：长度调整数，表明在长度字段的N个字节后才是正文数据的开端。
  • initialBytesToStrip：头部剥离字节数，表明先将数据去掉N个字节后，再开端读取数据。

上述这种办法描绘五个参数，我们估计了解起来有些困难，那么下面结合Netty源码中的注释，先把这几个参数完全搞了解再说，先来看个事例：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

比方上述这组数据，对应的参数如下：

lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 0

这组参数表明啥意思呢？表明现在这条数据，长度字段从第0个字节开端，运用4个字节来描绘数据长度，这时服务端会读取数据的前4个字节，得到正文数据的长度，然后得知：在第四个字节之后，再往后读十个字节，是一条完好的数据，终究向后读取10个字节，终究就会读到Hi, ZhuZi.这条数据。

但上述这种办法对数据解码之后，读取时仍旧会显现长度字段，也便是前四个用来描绘长度的字节也会被读到，因而终究会显现出10Hi, ZhuZi.这样的格式，那假如想要去掉前面的长度字段怎么办呢？这需求用到initialBytesToStrip参数，如下：

lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 4

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这组参数又是啥意思呢？其实和前面那一组数据没太大的改变，仅仅用initialBytesToStrip声明要剥离掉前4个字节，所以数据通过解码后，终究会去掉前面描绘长度的四个字节，仅显现Hi, ZhuZi.这十个字节的数据。

上述这种形式，其实便是预设了一个长度字段，服务端、客户端之间约定运用N个字节来描绘数据长度，接着在读取数据时，读取指定个字节，得到本次数据的长度，终究可以正常解码数据。但这种办法只能满意最根本的数据传输，假如在数据中还需求增加一些正文信息，比方附加数据头信息、版别号的状况，又该怎么处理呢？如下：

lengthFieldOffset = 8
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 0

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上述这个示例中，假定附加信息占8Bytes，这儿就需求用到lengthFieldOffset参数，以此来表明长度字段偏移量是8，这意味着读取数据时，要从第九个字节开端，往后读四个字节的数据，才可以得到描绘数据长度的字段，然后解析得到10，终究再往后读取十个字节的数据，读到一条完好的数据。

当然，假如只想要读到正文数据怎么办？如下：

lengthFieldOffset = 8
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 12

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仍旧只需求通过initialBytesToStrip参数，从头部剥离掉前12个字节即可，这儿的12个字节，由八字节的附加信息、四字节的长度描绘组成，去掉这两部分，天然就得到了正文数据。

OK，再来看另一种状况，假如长度字段在最前面，附加信息在中心，但我只想要读取正文数据怎么办呢？

lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 8
initialBytesToStrip = 12

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在这儿我们又用到了lengthAdjustment这个参数，这个参数是长度调整数的意思，上面的示例中赋值为8，即表明从长度字段后开端，跳过8个字节后，才是正文数据的开端。接纳方在解码数据时，首要会从0开端读取四个字节，得到正文数据的长度为10，接着会依据lengthAdjustment参数，跳过中心8个的字节，终究再往后读10个字节数据，然后得到终究的正文数据。

OK~，通过上述几个示例的解说后，信任我们对给出的几个参数都有所了解，如若觉得有些晕乎，可回头再多仔细阅读几遍，这样有助于加深对各个参数的印象。但实质上来说，LTC解码器，便是依据这些参数，来承认一条数据的长度、位置，然后读取到精确的数据，防止粘包、半包的现象发生，接下来上个Demo了解：

// 通过LTC帧解码器处理粘包、半包问题的演示类
public class LTCDecoderDemo {
public static void main(String[] args) {
    // 通过Netty供给的测验通道来代替服务端、客户端
    EmbeddedChannel channel = new EmbeddedChannel(
            // 增加一个行帧解码器（在超出1024后还未检测到换行符，就会中止读取）
            new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024,0,4,0,0),
            new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG)
    );
    // 调用三次发送数据的办法（等价于向服务端发送三次数据）
    sendData(channel,"Hi, ZhuZi.");
}
    private static void sendData(EmbeddedChannel channel, String data){
        // 获取要发送的数据字节以及长度
        byte[] dataBytes = data.getBytes();
        int dataLength = dataBytes.length;
        // 先将数据长度写入到缓冲区、再将正文数据写入到缓冲区
        ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer();
        buffer.writeInt(dataLength);
        buffer.writeBytes(dataBytes);
        // 发送终究组装好的数据
        channel.writeInbound(buffer);
    }
}

上述事例中创立了一个LTC解码器，对应的参数值为1024,0,4,0,0，这别离对应前面的五个参数，如下：

maxFrameLength = 1024
lengthFieldOffset = 0
lengthFieldLength = 4
lengthAdjustment = 0
initialBytesToStrip = 0

这组值意思为：数据的第0~4个字节是长度字段，用来描绘正文数据的长度，运转成果如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

作用非常显着，既没有发生粘包、半包问题，并且无需逐一字节判别是否为切开符，这比照之前的几种解码器而言，这种办法的功率显着好上特别特别多。当然，上述成果中，假如想要去掉前面的四个.，就只需求将initialBytesToStrip = 4即可，从头部剥离掉四个字节再读取。

1.3.6、粘包、半包处理计划小结

前面介绍了短衔接、定长解码器、行解码器、分隔符解码器以及LTC解码器这五种计划，其间我们需求紧记的是终究一种，由于其他的计划多少存在一些功用问题，而通过LTC解码器这种办法处理粘包、半包问题的功率最好，由于无需逐一字节判别音讯鸿沟。

但实践Netty开发中，假如其他解码器更契合事务需求，也不用死死追求运用LTC解码器，究竟技能为事务供给服务，适合自己事务的，才是最好的！

二、Netty的长衔接与心跳机制

关于长衔接、短衔接，这个概念在前面稍有提及，所谓的短衔接便是每次读写数据完成后，立马断开客户端与服务端的网络衔接。而长衔接则是相反的意思，一次数据交互完成后，服务端和客户端之间持续坚持衔接，当后续需再次收/发数据时，可直接复用原有的网络衔接。

长衔接这种模式，在并发较高的状况下可以带来额定的功用收益，由于Netty服务端、客户端绑定IP端口，搭建Channel通道的进程，放到底层实践上便是TCP三次握手的进程，同理，客户端、服务端断开衔接的进程，即对应着TCP的四次挥手。

我们都知道，TCP三次握手/四次挥手，这个进程无疑是比较“重量级”的，并发状况下，频繁创立、毁掉网络衔接，其资源开支、功用开支会比较大，所以运用长衔接的计划，可以有用削减创立和毁掉网络衔接的动作。

那怎么让Netty敞开长衔接支撑呢？这需求涉及到之前用过的ChannelOption这个类，接着来具体讲讲它。

2.1、Netty调整网络参数（ChannelOption）

ChannelOption是Netty供给的参数调整类，该类中供给了很多常量，别离对应着底层TCP、UDP、计算机网络的一些参数，在创立服务端、客户端时，我们可以通过ChannelOption类来调整网络参数，以此满意不同的事务需求，该类中供给的常量列表如下：

  • ALLOCATOR：ByteBuf缓冲区的分配器，默许值为ByteBufAllocator.DEFAULT。
  • RCVBUF_ALLOCATOR：通道接纳数据的ByteBuf分配器，默许为AdaptiveRecvByteBufAllocator.DEFAULT。
  • MESSAGE_SIZE_ESTIMATOR：音讯巨细估算器，默许为DefaultMessageSizeEstimator.DEFAULT。
  • CONNECT_TIMEOUT_MILLIS：设置客户端的衔接超时时刻，默许为3000ms，超出会断开衔接。
  • MAX_MESSAGES_PER_READ：一次Loop最大读取的音讯数。
    • ServerChannel/NioChannel默许16，其他类型的Channel默许为1。
  • WRITE_SPIN_COUNT：一次Loop最大写入的音讯数，默许为16。
    • 一个数据16次还未写完，需求提交一个新的任务给EventLoop，防止数据量较大的场景阻塞系统。
  • WRITE_BUFFER_HIGH_WATER_MARK：写高水位符号，默许为64K，超出时Channel.isWritable()回来Flase。
  • WRITE_BUFFER_LOW_WATER_MARK：写低水位符号，默许为32K，超出高水位又下降到低水位时，isWritable()回来True。
  • WRITE_BUFFER_WATER_MARK：写水位符号，假如写的数据量也超出该值，仍旧回来Flase。
  • ALLOW_HALF_CLOSURE：一个远程衔接封闭时，是否半关本地衔接，默许为Flase。
    • Flase表明自动封闭本地衔接，为True会触发入站处理器的userEventTriggered()办法。
  • AUTO_READ：自动读取机制，默许为True，通道上有数据时，自动调用channel.read()读取数据。
  • AUTO_CLOSE：自动封闭机制，默许为Flase，发生错误时不会断开与某个通道的衔接。
  • SO_BROADCAST：设置播送机制，默许为Flase，为True时会敞开Socket的播送音讯。
  • SO_KEEPALIVE：敞开长衔接机制，一次数据交互完后不会立马断开衔接。
  • SO_SNDBUF：发送缓冲区，用于保存要发送的数据，未收到接纳数据的ACK之前，数据会存在这儿。
  • SO_RCVBUF：接受缓冲区，用户保存要接受的数据。
  • SO_REUSEADDR：是否复用IP地址与端口号，敞开后可重复绑定同一个地址。
  • SO_LINGER：设置延迟封闭，默许为-1。
    • -1：表明禁用该功用，当调用close()办法后会当即回来，底层会先处理完数据。
    • 0：表明禁用该功用，调用后当即回来，底层会直接放弃正在处理的数据。
    • 大于0的正整数：封闭时等候n秒，或数据处理完成才正式封闭。
  • SO_BACKLOG：指定服务端的衔接行列长度，当衔接数达到该值时，会拒绝新的衔接恳求。
  • SO_TIMEOUT：设置接受数据时等候的超时时刻，默许为0，表明无限等候。
  • IP_TOS：
  • IP_MULTICAST_ADDR：设置IP头的Type-of-Service字段，描绘IP包的优先级和QoS选项。
  • IP_MULTICAST_IF：对应IP参数IP_MULTICAST_IF，设置对应地址的网卡为多播模式。
  • IP_MULTICAST_TTL：对应IP参数IP_MULTICAST_IF2，同上但支撑IPv6。
  • IP_MULTICAST_LOOP_DISABLED：对应IP参数IP_MULTICAST_LOOP，设置本地回环地址的多播模式。
  • TCP_NODELAY：敞开TCP的Nagle算法，会将多个小包兼并成一个大包发送。
  • DATAGRAM_CHANNEL_ACTIVE_ON_REGISTRATION：DatagramChannel注册的EventLoop即表明已激活。
  • SINGLE_EVENTEXECUTOR_PER_GROUP：Pipeline是否由单线程执行，默许为True，一切处理器由一条线程执行，无需通过线程上下文切换。

上面列出了ChannelOption类中供给的参数，其间包括了网络通用的参数、TCP协议、UDP协议以及IP协议的参数，其他的我们无需过多关怀，这儿要点留意TCP协议的两个参数：

  • TCP_NODELAY：敞开TCP的Nagle算法，会将多个小包兼并成一个大包发送。
  • SO_KEEPALIVE：敞开长衔接机制，一次数据交互完后不会立马断开衔接。

第一个参数便是之前聊到的Nagle算法，而关于现在要聊的长衔接，便是SO_KEEPALIVE这个参数，想要让这些参数收效，需求将其装载到对应的服务端/客户端上，Netty中供给了两个装载参数的办法：

  • option()：发生在衔接初始化阶段，也便是程序初始化时，就会装载该办法装备的参数。
  • childOption()：发生在衔接树立之后，这些参数只要等衔接树立后才会被装载。

其实也可以这样了解，option()办法装备的参数是对大局收效的，而childOption()装备的参数，是针关于衔接收效的，而想要敞开长衔接装备，只需稍微改造一下服务端/客户端代码即可：

// 服务端代码
server.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
// 客户端代码
client.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);

通过上述的办法敞开长衔接之后，TCP默许每两小时会发送一次心跳检测，查看对端是否还存活，假如对端由于网络故障导致下线，TCP会自动断开与对方的衔接。

2.2、Netty的心跳机制

前面聊到了Netty的长衔接，其实实质上并不是Netty供给的长衔接完成，而是通过调整参数，凭借传输层TCP协议供给的长衔接机制，然后完成服务端与客户端的长衔接支撑。不过TCP尽管供给了长衔接支撑，但其心跳机制并不够完善，Why？其实答案很简略，由于心跳检测的距离时刻太长了，每隔两小时才检测一次！

或许有人会说：两小时就两小时，这有什么问题吗？其实问题有些大，由于两小时太长了，无法有用检测到机房断电、机器重启、网线拔出、防火墙更新等状况，假定一次心跳完毕后，对端就呈现了这些故障，依托TCP自身的心跳频率，需求等到两小时之后才能检测到问题。而这些现已失效的衔接应当及时除掉，不然会长时刻占用服务端资源，究竟服务端的可用衔接数是有限的。

所以，光依托TCP的心跳机制，这无法保障我们的使用稳健性，因而一般开发中心件也好、通信程序也罢、亦或是RPC结构等，都会在使用层再自完成一次心跳机制，而所谓的心跳机制，也并不是特别巨大上的东西，完成的思路有两种：

  • 服务端自动勘探：每距离必定时刻后，向一切客户端发送一个检测信号，进程如下：
    • 假定现在有三个节点，A为服务端，B、C都为客户端。
      • A：你们还活着吗？
      • B：我还活着！
      • C：…..（假定挂掉了，无呼应）
    • A收到了B的呼应，但C却未给出呼应，很有或许挂了，A中止与C的衔接。
  • 客户端自动奉告：每距离必定时刻后，客户端向服务端发送一个心跳包，进程如下：
    • 仍旧是上述那三个节点。
    • B：我还活着，不要开除我！
    • C：….（假定挂掉了，不发送心跳包）
    • A：收到B的心跳包，但未收到C的心跳包，将C的网络衔接断开。

一般来说，一套健全的心跳机制，都会结合上述两种计划一同完成，也便是客户端定时向服务端发送心跳包，当服务端未收到某个客户端心跳包的状况下，再自意向客户端建议勘探包，这一步首要是做二次承认，防止由于网络拥塞或其他问题，导致本来客户端宣布的心跳包丢失。

2.2.1、心跳机制的完成思路分析

前面叨叨絮絮说了很多，那么在Netty中该怎么完成呢？其实在Netty中供给了一个名为IdleStateHandler的类，它可以对一个通道上的读、写、读/写操作设置定时器，其间首要供给了三种类型的心跳检测：

// 当一个Channel（Socket）在指定时刻后未触发读事情，会触发这个事情
public static final IdleStateEvent READER_IDLE_STATE_EVENT;
// 当一个Channel（Socket）在指定时刻后未触发写事情，会触发这个事情
public static final IdleStateEvent WRITER_IDLE_STATE_EVENT;
// 上述读、写等候事情的结合体
public static final IdleStateEvent ALL_IDLE_STATE_EVENT;

在Netty中，当一个已树立衔接的通道，超出指定时刻后还没有呈现数据交互，对应的Channel就会进入搁置Idle状况，依据不同的Socket/Channel事情，会进入不同的搁置状况，而不同的搁置状况又会触发不同的搁置事情，也便是上述说到的三种搁置事情，在Netty顶用IdleStateEvent事情类来表明。

OK，正是由于Netty供给了IdleStateEvent搁置事情类，所以我们可以依据它来完成心跳机制，但这儿还需求用到《Netty入门篇-入站处理器》中聊到的一个办法：userEventTriggered()，这个钩子办法，会在通道触发恣意事情后被调用，这也就意味着：只要通道上触发了事情，都会触发该办法执行，搁置事情也不破例！

有了IdleState、userEventTriggered()这两个根底后，我们就可依据这两个玩意儿，去完成一个简略的心跳机制，最根本的功用完成如下：

  • 客户端：在搁置必定时刻后，可以自动给服务端发送心跳包。
  • 服务端：可以自动检测到未发送数据包的搁置衔接，并中止衔接。

2.2.2、带有心跳机制的客户端完成

上述这两点功用完成起来并不难，我们首要写一下客户端的完成，如下：

// 心跳机制的客户端处理器
public class HeartbeatClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    // 通用的心跳包数据
    private static final ByteBuf HEARTBEAT_DATA =
            Unpooled.unreleasableBuffer(Unpooled.copiedBuffer("I am Alive", CharsetUtil.UTF_8));
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object event) throws Exception {
        // 假如当时触发的事情是搁置事情
        if (event instanceof IdleStateEvent) {
            IdleStateEvent idleEvent = (IdleStateEvent) event;
            // 假如当时通道触发了写搁置事情
            if (idleEvent.state() == IdleState.WRITER_IDLE){
                // 表明当时客户端有一段时刻未向服务端发送数据了，
                // 为了防止服务端封闭当时衔接，手动发送一个心跳包
                ctx.channel().writeAndFlush(HEARTBEAT_DATA.duplicate());
                System.out.println("成功向服务端发送心跳包....");
            } else {
                super.userEventTriggered(ctx, event);
            }
        }
    }
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("正在与服务端树立衔接....");
        // 树立衔接成功之后，先向服务端发送一条数据
        ctx.channel().writeAndFlush("我是会发心跳包的客户端-A！");
        super.channelActive(ctx);
    }
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("服务端自动封闭了衔接....");
        super.channelInactive(ctx);
    }
}

由于要凭借userEventTriggered()办法来完成事情监听，所以我们需求定义一个类承继入站处理器，接着在其间做了一个判别，假如当时触发了IdleStateEvent搁置事情，这也就意味着现在没有向服务端发送数据了，因而需求发送一个心跳包，奉告服务端自己还活着，接着需求将这个处理器加在客户端上面，如下：

// 演示心跳机制的客户端（会发送心跳包）
public class ClientA {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap client = new Bootstrap();
        try {
            client.group(worker);
            client.channel(NioSocketChannel.class);
            // 打开长衔接装备
            client.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
            // 指定一个自定义的初始化器
            client.handler(new ClientInitializer());
            client.connect("127.0.0.1", 8888).sync();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
// 客户端的初始化器
public class ClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
        // 装备假如3s内未触发写事情，就会触发写搁置事情
        pipeline.addLast("IdleStateHandler", 
                new IdleStateHandler(0,3,0,TimeUnit.SECONDS));
        pipeline.addLast("Encoder",new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
        pipeline.addLast("Decoder",new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
        // 装载自定义的客户端心跳处理器
        pipeline.addLast("HeartbeatHandler",new HeartbeatClientHandler());
    }
}

客户端的代码根本上和之前的事例差异不大，要点看ClientInitializer这个初始化器，里边首要加入了一个IdleStateHandler，参数为0、3、0，单位是秒，这是啥意思呢？点进源码看看结构函数，如下：

public IdleStateHandler(long readerIdleTime,
                        long writerIdleTime, 
                        long allIdleTime, 
                        TimeUnit unit) {
    this(false, readerIdleTime, writerIdleTime, allIdleTime, unit);
}

没错，其实赋值的三个参数，也就别离对应着读操作的搁置事情、写操作的搁置事情、读写操作的搁置事情，假如赋值为0，表明这些搁置事情不需求关怀，在前面的赋值中，第二个参数writerIdleTime被我们赋值成了3，这表明假如客户端通道在三秒内，未触发写事情，就会触发写搁置事情，而后会调用HeartbeatClientHandler.userEventTriggered()办法，然后向服务端发送一个心跳包。

2.2.3、带有心跳机制的服务端完成

接着再来看看服务端的代码完成，相同需求有一个心跳处理器，如下：

// 心跳机制的服务端处理器
public class HeartbeatServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object event) throws Exception {
        // 假如当时触发的事情是搁置事情
        if (event instanceof IdleStateEvent) {
            IdleStateEvent idleEvent = (IdleStateEvent) event;
            // 假如对应的Channel通道触发了读搁置事情
            if (idleEvent.state() == IdleState.READER_IDLE){
                // 表明对应的客户端没有发送心跳包，则封闭对应的网络衔接
                // （心跳包也是一种特别的数据，会触发读事情，有心跳就不会进这步）
                ctx.channel().close();
                System.out.println("封闭了未发送心跳包的衔接....");
            } else {
                super.userEventTriggered(ctx, event);
            }
        }
    }
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        // 假如收到的是心跳包，则给客户端做出一个回复
        if ("I am Alive".equals(msg)){
            ctx.channel().writeAndFlush("I know");
        }
        System.out.println("收到客户端音讯：" + msg);
        super.channelRead(ctx, msg);
    }
}

在Server端的心跳处理器中，相同监听了搁置事情，但这儿监听的是读搁置事情，由于一个通道假如长时刻没有触发读事情，这表明对应的客户端现已很长事情没有发数据了，所以需求封闭对应的客户端衔接。

有小伙伴或许会疑惑：为什么一个客户端通道长时刻未发送数据就需求封闭衔接呀？这不是违背了长衔接的初衷吗？答案并非如此，由于前面在我们的客户端中，在通道长时刻未触发写事情的状况下，会自意向服务端发送心跳包，而心跳包也是一种特别的数据包，仍旧会触发服务端上的读事情，所以凡是正常发送心跳包的衔接，都不会被服务端自动封闭。

OK，接着来看看服务端的完成，其实和前面的客户端差不多：

// 演示心跳机制的服务端
public class Server {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();
        server.group(group);
        server.channel(NioServerSocketChannel.class);
        // 在这儿敞开了长衔接装备，以及装备了自定义的初始化器
        server.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
        server.childHandler(new ServerInitializer());
        server.bind("127.0.0.1",8888);
    }
}
// 服务端的初始化器
public class ServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
        // 装备假如5s内未触发读事情，就会触发读搁置事情
        pipeline.addLast("IdleStateHandler", 
                new IdleStateHandler(5,0,0,TimeUnit.SECONDS));
        pipeline.addLast("Encoder",new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
        pipeline.addLast("Decoder",new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
        // 装载自定义的服务端心跳处理器
        pipeline.addLast("HeartbeatHandler",new HeartbeatServerHandler());
    }
}

要点留意看：在服务端装备的是读搁置事情，假如在5s内未触发读事情，就会触发对应通道的读搁置事情，但这儿是5s，为何不装备成客户端的3s呢？由于假如两头的搁置超时时刻装备成相同，就会形成客户端正在发心跳包、服务端正在封闭衔接的这种状况呈现，终究导致心跳机制无法正常作业，关于这点我们也可以自行演示。

2.2.4、普通的客户端完成

终究，为了方便观看作用，这儿我们再创立一个不会发送心跳包的客户端B，相同打开它的长衔接选项，然后来比照测验作用，如下：

// 演示心跳机制的客户端（不会发送心跳包）
public class ClientB {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap client = new Bootstrap();
        try {
            client.group(worker);
            client.channel(NioSocketChannel.class);
            client.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
            client.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) 
                                                        throws Exception {
                    ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
                    pipeline.addLast("Encoder",new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
                    pipeline.addLast("Decoder",new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
                    pipeline.addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter(){
                        @Override
                        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) 
                                                            throws Exception {
                            // 树立衔接成功之后，先向服务端发送一条数据
                            ctx.channel().writeAndFlush("我是不会发心跳包的客户端-B！");
                        }
                        @Override
                        public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) 
                                                            throws Exception {
                            System.out.println("由于没发送心跳包，俺被开除啦！");
                            // 当通道被封闭时，中止前面发动的线程池
                            worker.shutdownGracefully();
                        }
                    });
                }
            });
            client.connect("127.0.0.1", 8888).sync();
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上述这段代码中，仅构建出了一个最根本的客户端，其间首要干了两件事情：

  • ①在衔接树立成功之后，先向服务端发送一条数据。
  • ②在衔接（通道）被封闭时，输出一句“俺被开除啦！”的信息，并高雅中止线程池。

除此之外，该客户端并未装载自己完成的客户端心跳处理器，这也就意味着：客户端B并不会自动给服务端发送心跳包。

2.2.5、Netty心跳机制测验

接着别离发动服务端、客户端A、客户端B，然后查看操控台的日志，如下：

(十)Netty进阶篇：漫谈网络粘包、半包问题、解码器与长连接、心跳机制实战

从上图的运转成果来看，在三方发动之后，整体进程如下：

  • ClientA：先与服务端树立衔接，并且在树立衔接之后发送一条数据，后续持续发送心跳包。
  • ClientB：先与服务端树立衔接，然后在树立衔接成功后发送一条数据，后续不会再发数据。
  • Server：与ClientA、B坚持衔接，然后定时检测搁置衔接，封闭未发送心跳包的衔接。

在上述这个进程中，由于ClientB树立衔接后，未自意向服务端发送心跳包，所以在一段时刻之后，服务端自动将ClientB的衔接（通道）封闭了，有人会问：明明ClientB还活着呀，这样做合理吗？

其实这个问题是合理的，由于这儿仅仅模仿线上环境测验，所以ClientB没有自动发送数据包，但在线上环境，每个客户端都会定时向服务端发送心跳包，都会为每个客户端装备心跳处理器。在都装备了心跳处理器的状况下，假如一个客户端长时刻没发送心跳包，这意味着这个客户端十有八九凉凉了，所以天然需求将其封闭，防止这类“废弃衔接”占用服务端资源。

不过上述的心跳机制仅完成了最根底的版别，还未完全将其完善，但我这儿就不持续往下完成了，究竟主干现已搭建好了，剩下的仅仅一些细枝末节，我这儿提几点完善思路：

  • ①在检测到某个客户端未发送心跳包的状况下，服务端应当自动再建议一个勘探包，二次承认客户端是否真的挂了，这样做的好处在于：可以有用防止网络抖动形成的“客户端假死”现象。
  • ②客户端、服务端之间交互的数据包，应当选用一致的格式进行封装，也便是都恪守同一规范包装数据，例如{msgType:"Heartbeat", msgContent:"...", ...}。
  • ③在客户端被封闭的状况下，凡是不是由于物理因素，如机房断电、网线被拔、机器宕机等状况形成的客户端下线，客户端都必须具有断线重连功用。

将上述三条完善后，才可以被称为是一套相对健全的心跳检测机制，所以我们感兴趣的状况下，可依据前面给出的源码接着完成~

三、Netty进阶篇总结

在这章节中，我们一点一滴的将粘包、半包、解码器、长衔接、心跳机制等一些进阶技能做了具体论述，其实本来计划将这章内容也写在《Netty入门篇》中的，但由于篇幅过长，所以不得不将其拆出来写，看完这篇中止，也就意味着我们对Netty这个结构有了根本认知。

但实践网络使用、中心件、RPC、根底架构等开发进程中，想要用Netty也并非易事，所以在接下来的章节中，会依据Netty解说多个实战事例，然后让诸位真正可以将Netty这个技能栈纳入囊中！