netty 编解码-蒲公英云

本blog主要介绍：

Codec 编解码器
Decoder 解码器
Encoder 编码器

netty提供了强大的编解码器框架，使得我们编写自定义的编解码器很容易，也容易封装重用。

在网络应用中需要实现某种编解码器，将原始字节数据与自定义的消息对象进行互相转换。网络中都是以字节码的数据形式来传输数据的，服务器编码数据后发送到客户端，客户端需要对数据进行解码。编解码器由两部分组成：编码器、解码器。

解码器：负责将消息从字节或其他序列形式转成指定的消息对象；
编码器：将消息对象转成字节或其他序列形式在网络上传输。

编码器和解码器的结构很简单，消息被编码后解码后会自动通过ReferenceCountUtil.release(message)释放，如果不想释放消息可以使用ReferenceCountUtil.retain(message)，这将会使引用数量增加而没有消息发布，大多数时候不需要这么做。

其实，各种编解码器的实现都是ChannelHandler的实现。

解码器

Netty提供了丰富的解码器抽象基类，我们可以很容易的实现这些基类来自定义解码器。下面是解码器的一个类型：

解码字节到消息
解码消息到消息

解码器负责解码“入站”数据从一种格式到另一种格式，解码器处理入站数据是抽象ChannelInboundHandler的实现。实践中使用解码器很简单，就是将入站数据转换格式后传递到ChannelPipeline中的下一个ChannelInboundHandler进行处理；这样的处理时很灵活的，我们可以将解码器放在ChannelPipeline中，重用逻辑。

ByteToMessageDecoder

通常我们需要将消息从字节解码成消息或者从字节解码成其他的序列化字节。这是一个常见的任务，Netty提供了抽象基类，我们可以使用它们来实现。Netty中提供的ByteToMessageDecoder可以将字节消息解码成POJO对象，下面列出了ByteToMessageDecoder两个主要方法：

decode(ChannelHandlerContext, ByteBuf, List<Object>)//这个方法是唯一的一个需要自己实现的抽象方法，作用是将ByteBuf数据解码成其他形式的数据。
decodeLast(ChannelHandlerContext, ByteBuf, List<Object>)//实际上调用的是decode(...)。

例如服务器从某个客户端接收到一个整数值的字节码，服务器将数据读入ByteBuf 并经过ChannelPipeline中的每个 ChannelInboundHandle r进行处理，看下图：

这里写图片描述

上图显示了从“入站”ByteBuf读取bytes后由 ToIntegerDecoder 进行解码，然后将解码后的消息存入List集合中，然后传递到ChannelPipeline中的下一个ChannelInboundHandler。看下面ToIntegerDecoder的实现代码：

/** 
 * Integer解码器,ByteToMessageDecoder实现 
 * 
 */  
public class ToIntegerDecoder extends ByteToMessageDecoder {  
    @Override  
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {  
        //接收到字节大于4个字节了就处理。
        if(in.readableBytes() >= 4){  
            out.add(in.readInt());  
        }  
    }  
}

从上面的代码可能会发现，我们需要检查ByteBuf读之前是否有足够的字节，这是与TCP黏包有关，若没有这个检查岂不更好？是的，Netty提供了这样的处理允许byte-to-message解码。除了ByteToMessageDecoder之外，Netty还提供了许多其他的解码接口。

ReplayingDecoder

ReplayingDecoder是byte-to-message解码的一种特殊的抽象基类，byte-to-message解码读取缓冲区的数据之前需要检查缓冲区是否有足够的字节，使用ReplayingDecoder就无需自己检查；若ByteBuf中有足够的字节，则会正常读取；若没有足够的字节则会停止解码。也正因为这样的包装使得ReplayingDecoder带有一定的局限性。
• 不是所有的操作都被ByteBuf支持，如果调用一个不支持的操作会抛出DecoderException。
• ByteBuf.readableBytes()大部分时间不会返回期望值

如果你能忍受上面列出的限制，相比ByteToMessageDecoder，你可能更喜欢ReplayingDecoder。在满足需求的情况下推荐使用ByteToMessageDecoder，因为它的处理比较简单，没有ReplayingDecoder实现的那么复杂。ReplayingDecoder继承于ByteToMessageDecoder，所以他们提供的接口是相同的。下面代码是ReplayingDecoder的实现：

/**
 * Integer解码器,ReplayingDecoder实现
 */
public class ToIntegerReplayingDecoder extends ReplayingDecoder<Void> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        out.add(in.readInt());
    }
}

MessageToMessageDecoder

将消息对象转成消息对象可是使用MessageToMessageDecoder，它是一个抽象类，需要我们自己实现其decode(…)。message-to-message同上面讲的byte-to-message的处理机制一样，看下图：

这里写图片描述
实现代码：

/**
 * 将接收的Integer消息转成String类型，MessageToMessageDecoder实现
 * @author c.k
 *
 */
public class IntegerToStringDecoder extends MessageToMessageDecoder<Integer> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, Integer msg, List<Object> out) throws Exception {
        out.add(String.valueOf(msg));
    }
}

解码器总结

解码器是用来处理入站数据，Netty提供了很多解码器的实现，可以根据需求详细了解。

编码器

Netty提供了一些基类，我们可以很简单的编码器。同样的，编码器有下面两种类型：

消息对象编码成消息对象
消息对象编码成字节码
相对解码器，编码器少了一个byte-to-byte的类型，因为出站数据这样做没有意义。编码器的作用就是将处理好的数据转成字节码以便在网络中传输。对照上面列出的两种编码器类型，Netty也分别提供了两个抽象类：MessageToByteEncoder和MessageToMessageEncoder。下面是类关系图：

MessageToByteEncoder" class="reference-link"> MessageToByteEncoder

MessageToByteEncoder是抽象类，我们自定义一个继承MessageToByteEncoder的编码器只需要实现其提供的encode(…)方法。其工作流程如下图：

这里写图片描述

实现代码如下：

/**
 * 编码器，将Integer值编码成byte[]，MessageToByteEncoder实现
 */
public class IntegerToByteEncoder extends MessageToByteEncoder<Integer> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Integer msg, ByteBuf out) throws Exception {
        out.writeInt(msg);
    }
}

MessageToMessageEncoder

需要将消息编码成其他的消息时可以使用Netty提供的MessageToMessageEncoder抽象类来实现。例如将Integer编码成String，其工作流程如下图：

这里写图片描述
代码实现如下：

/**
 * 编码器，将Integer编码成String，MessageToMessageEncoder实现
 */
public class IntegerToStringEncoder extends MessageToMessageEncoder<Integer> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Integer msg, List<Object> out) throws Exception {
        out.add(String.valueOf(msg));
    }
}