3.netty和protobuf

1.ChannelGroup可以免遍历由netty提供,覆盖remove方法即可触发删除channel\

2.群聊私聊

13.群聊私聊简单原理图
在这里插入图片描述

3.netty心跳检测机制,客户端对服务器有没有读写(读,写空闲)
//IdleStateHandler(3,5,7,TimeUnite.SECONDS)是netty提供的检测状态的处理器,也加到pipeline,读,写,读写都没有
//并在handler类实现方法userEventTriggered处理事件

   @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        if(evt instanceof IdleStateEvent) {

            //将  evt 向下转型 IdleStateEvent
            IdleStateEvent event = (IdleStateEvent) evt;
            String eventType = null;
            switch (event.state()) {
                case READER_IDLE:
                    eventType = "读空闲";
                    break;
                case WRITER_IDLE:
                    eventType = "写空闲";
                    break;
                case ALL_IDLE:
                    eventType = "读写空闲";
                    break;
            }
            System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + "--超时时间--" + eventType);
            System.out.println("服务器做相应处理..");

            //如果发生空闲，我们关闭通道
            // ctx.channel().close();
        }
    }
 //init注意的顺序
        pipeline.addLast("MyHttpServerCodec",new HttpServerCodec());
  1. 增加一个自定义的handler
pipeline.addLast(new IdleStateHandler(7000,7000,10, TimeUnit.SECONDS));
pipeline.addLast("MyTestHttpServerHandler", new TestHttpServerHandler());

4.websocker实现全双工(两边可以通信,半双工只能一边通信)的长连接,
//因为大数据时http会发送多次请求获取数据,所以要升级用ws协议
//html有WebSocket对象,发送http请求然后200状态码转为101为ws协议

public class MyServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception{


        //创建两个线程组
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLoop
        try {

            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

            serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
            serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
            serverBootstrap.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));
            serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {

                @Override
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
					//相当于链式编程
                    //因为基于http协议，使用http的编码和解码器
                    pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
                    //是以块方式写，添加ChunkedWriteHandler处理器
                    pipeline.addLast(new ChunkedWriteHandler());

                    /*
                    说明
                    1. http数据在传输过程中是分段, HttpObjectAggregator ，就是可以将多个段聚合
                    2. 这就就是为什么，当浏览器发送大量数据时，就会发出多次http请求
                     */
                    pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8192));
                    /*
                    说明
                    1. 对应websocket ，它的数据是以 帧(frame) 形式传递
                    2. 可以看到WebSocketFrame 下面有六个子类
                    3. 浏览器请求时 ws://localhost:7000/hello 表示请求的uri
                    4. WebSocketServerProtocolHandler 核心功能是将 http协议升级为 ws协议 , 保持长连接
                    5. 是通过一个 状态码 101
                     */
                    pipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/hello2"));

                    //自定义的handler ，处理业务逻辑
                    pipeline.addLast(new MyTextWebSocketFrameHandler());
                }
            });

            //启动服务器
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7000).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();

        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

public class MyTextWebSocketFrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame>{
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {

        System.out.println("服务器收到消息 " + msg.text());

        //回复消息
        ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("服务器时间" + LocalDateTime.now() + " " + msg.text()));
    }

    //当web客户端连接后， 触发方法
    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //id 表示唯一的值，LongText 是唯一的 ShortText 不是唯一
        System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());
        System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asShortText());
    }


    @Override
    public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        System.out.println("handlerRemoved 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常发生 " + cause.getMessage());
        ctx.close(); //关闭连接
    }
}
Title

5.编码(cli)—二进制–>解码(server)

1.netty提供的 StringEncoder ObjectEncoder
2.但是使用java底层序列化和反序列化效率低
3.无法跨语言,google protobuf可以解决 ,很多公司由http+json–>tcp+protobuf

6.protobuf (是RPC remote procedure call远程过程调用) 跨平台 生成的大对象包含多个小对象

1.引入依赖
2.写 xxx.proto文件,idea安装插件protobuf

      pipeline.addLast("encoder", new ProtobufEncoder()); //netty需要加netty自带protobuf解编码器
       //普通的写法
syntax = "proto3";
                                         
option java_outer_classname="StudentPOJO"; // 外部类名, 文件名

message Student {
    int32 id = 1;//Student类的属性
    string name = 2; //
}
           
//升级版
        //需要注意包名,要根据自己的项目包创建,没有可不指定
         //版本
         //生成外部类文件名 
      message Student{ 
	enum DataType{ 
	        StudentType =0; //enum编号从0开始
                        WorkType =1;
                }
             DataType data_type=1; //标识传入那个类型的id WorkType 
            oneof dataBody{  //相当于在对象中选一个作为属性
                       Student student =2; 
                        Worker worker =3;
            }
        }  
        message Student{  //看文档,不要写java语言类型
	int32 id=1; //属性的序号
                string name=2;
          }  
         message Work{  //看文档,不要写java语言类型
	int32 id=1; //属性的序号
                string name=2;
          }

3.打开下载好的 protoc.exe生成java文件

protoc.exe --java_out=.  Student.proto //有空格隔开,生成到当前文件夹,输入Student.proto文件,文件名在配置文件中写

4.客户端

         StudentPOJO.Student.new Builder.setId(4).setName("ss").build();
       //可以发送多种对象,而不是一个对象
       //添加编解码器
   if(0 == random) { //发送Student 对象

        myMessage = MyDataInfo.MyMessage.newBuilder().setDataType(MyDataInfo.MyMessage.DataType.StudentType).setStudent(MyDataInfo.Student.newBuilder().setId(5).setName("玉麒麟 卢俊义").build()).build();
    } else { // 发送一个Worker 对象

        myMessage = MyDataInfo.MyMessage.newBuilder().setDataType(MyDataInfo.MyMessage.DataType.WorkerType).setWorker(MyDataInfo.Worker.newBuilder().setAge(20).setName("老李").build()).build();
    }

//完整代码 StudentPOJO.proto

syntax = "proto3";
option optimize_for = SPEED; // 加快解析
option java_package="com.atguigu.netty.codec2";   //指定生成到哪个包下!!!
option java_outer_classname="MyDataInfo"; // 外部类名, 文件名

//protobuf 可以使用message 管理其他的message
message MyMessage {

    //定义一个枚举类型
    enum DataType {//可以设置枚举类型,然后在java里面判断
        StudentType = 0; //在proto3 要求enum的编号从0开始
        WorkerType = 1;
    }

    //用data_type 来标识传的是哪一个枚举类型
    DataType data_type = 1;

    //表示每次枚举类型最多只能出现其中的一个, 节省空间,另外一个对象如果在java取值变为空值,
    oneof dataBody {
        Student student = 2;
        Worker worker = 3;
    }

}


message Student {
    int32 id = 1;//Student类的属性
    string name = 2; //
}
message Worker {
    string name=1;
    int32 age=2;
}

public class NettyServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {


        //创建BossGroup 和 WorkerGroup
        //说明
        //1. 创建两个线程组 bossGroup 和 workerGroup
        //2. bossGroup 只是处理连接请求 , 真正的和客户端业务处理，会交给 workerGroup完成
        //3. 两个都是无限循环
        //4. bossGroup 和 workerGroup 含有的子线程(NioEventLoop)的个数
        //   默认实际 cpu核数 * 2
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8



        try {
            //创建服务器端的启动对象，配置参数
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();

            //使用链式编程来进行设置
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //设置两个线程组
                    .channel(NioServerSocketChannel.class) //使用NioSocketChannel 作为服务器的通道实现
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 设置线程队列得到连接个数
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态
//                    .handler(null) // 该 handler对应 bossGroup , childHandler 对应 workerGroup
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//创建一个通道初始化对象(匿名对象)
                        //给pipeline 设置处理器
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {


                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            //在pipeline加入ProtoBufDecoder
                            //指定对哪种对象进行解码
                            pipeline.addLast("decoder", new ProtobufDecoder(MyDataInfo.MyMessage.getDefaultInstance()));  //!!!入站 解码.
                            pipeline.addLast(new NettyServerHandler());
                        }
                    }); // 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道设置处理器

            System.out.println(".....服务器 is ready...");

            //绑定一个端口并且同步, 生成了一个 ChannelFuture 对象
            //启动服务器(并绑定端口)
            ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync();

            //给cf 注册监听器，监控我们关心的事件

            cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                    if (cf.isSuccess()) {
                        System.out.println("监听端口 6668 成功");
                    } else {
                        System.out.println("监听端口 6668 失败");
                    }
                }
            });


            //对关闭通道进行监听
            cf.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }

    }

}

//处理

public class NettyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MyDataInfo.MyMessage> {


    //读取数据实际(这里我们可以读取客户端发送的消息)
    /*
    1. ChannelHandlerContext ctx:上下文对象, 含有 管道pipeline , 通道channel, 地址
    2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
     */
    @Override
    public void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MyDataInfo.MyMessage msg) throws Exception {

        //根据dataType 来显示不同的信息

        MyDataInfo.MyMessage.DataType dataType = msg.getDataType();
        if(dataType == MyDataInfo.MyMessage.DataType.StudentType) {

            MyDataInfo.Student student = msg.getStudent();
            System.out.println("学生id=" + student.getId() + " 学生名字=" + student.getName());

        } else if(dataType == MyDataInfo.MyMessage.DataType.WorkerType) {
            MyDataInfo.Worker worker = msg.getWorker();
            System.out.println("工人的名字=" + worker.getName() + " 年龄=" + worker.getAge());
        } else {
            System.out.println("传输的类型不正确");
        }


    }



//    //读取数据实际(这里我们可以读取客户端发送的消息)
//    /*
//    1. ChannelHandlerContext ctx:上下文对象, 含有 管道pipeline , 通道channel, 地址
//    2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
//     */
//    @Override
//    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
//
//        //读取从客户端发送的StudentPojo.Student
//
//        StudentPOJO.Student student = (StudentPOJO.Student) msg;
//
//        System.out.println("客户端发送的数据 id=" + student.getId() + " 名字=" + student.getName());
//    }

    //数据读取完毕
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {

        //writeAndFlush 是 write + flush
        //将数据写入到缓存，并刷新
        //一般讲，我们对这个发送的数据进行编码
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", CharsetUtil.UTF_8));
    }

    //处理异常, 一般是需要关闭通道

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }
}

//客户端

public class NettyClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //客户端需要一个事件循环组
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();


        try {
            //创建客户端启动对象
            //注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();

            //设置相关参数
            bootstrap.group(group) //设置线程组
                    .channel(NioSocketChannel.class) // 设置客户端通道的实现类(反射)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            //在pipeline中加入 ProtoBufEncoder
                            pipeline.addLast("encoder", new ProtobufEncoder()); //!!!入站编码二进制位java编码
                            pipeline.addLast(new NettyClientHandler()); //加入自己的处理器
                        }
                    });

            System.out.println("客户端 ok..");

            //启动客户端去连接服务器端
            //关于 ChannelFuture 要分析，涉及到netty的异步模型
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6668).sync();
            //给关闭通道进行监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }finally {

            group.shutdownGracefully();

        }
    }
}

4.入站(服务器数据向cli) 出站(cli->server)(整个过程在pipeline里面进行) (想象为一个管道入栈需要解码(二进制变为数据),出站需要需要编码[变成二进制])

5.netty处理沾包粘包问题(需要相互判断接收的字节数,不然都是按一个包来处理,而我们是需要分开处理小的包)

//但是分段的数据会被handler和decode重复处理

6.netty handler链 图14.handler链

//如果发送的数据,不是我要编码的就不处理,所以我们要注意传入数据和传出数据类型要一样
//客户端和服务端都写解码和编码
在这里插入图片描述

7.解码器 RaplayingDecoder处理界面不用判断是否有足够的数据

   //但是不是所有ByteBuf操作都支持,会抛异常,速度会变慢(信息变碎片->分片太多)

8.其他解码器

1.LineBasedFrameDecoder 行尾使用 \n或者\r\n分隔符解析数据
2.DelimiterBasedFrameDecoder 自定义特殊字符进行分割
3.LengthFieldBasedFrameDecoder指定长度来识别包,解决沾包粘包问题
4.好用的对数据进行压缩ZlibDecoder
5.httpObjectDecoder

9.maven项目使用netty,整合Log4j

10.TCP粘包(关键在数据长度)(小的包通过算法合成大包,可能出现接收的大包不完整,部分小包位置的问题)
和拆包问题

1.netty解决,自己定义协议对象+解密编码器,接收者得到长度,才得到数据(在这里不用判断长度,因为用长度创建byte[]数组,长度错误就报错) //客户端连续发送数据,就有粘包问题

//协议对象

public class MessageProtocol {
    private int len; //关键
    private byte[] content;

    public int getLen() {
        return len;
    }

    public void setLen(int len) {
        this.len = len;
    }

    public byte[] getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(byte[] content) {
        this.content = content;
    }
}

//解码器和加密器,可以分别识别出先写入大小和内容,解决粘包拆包问题

public class MyMessageDecoder extends ReplayingDecoder<Void> {
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageDecoder decode 被调用");
        //需要将得到二进制字节码-> MessageProtocol 数据包(对象)
        int length = in.readInt();
		//!!!!!!!!!!!!!!!!!!!核心步骤,得到的数据长度,然后再创建byte数组接收
        byte[] content = new byte[length];
        in.readBytes(content);

        //封装成 MessageProtocol 对象，放入 out， 传递下一个handler业务处理
        MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
        messageProtocol.setLen(length); //
        messageProtocol.setContent(content);

        out.add(messageProtocol);

    }
}
public class MyMessageEncoder extends MessageToByteEncoder<MessageProtocol> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg, ByteBuf out) throws Exception {
        System.out.println("MyMessageEncoder encode 方法被调用");
        out.writeInt(msg.getLen());
        out.writeBytes(msg.getContent());
    }
}


public class MyClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol> {

    private int count;
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //使用客户端发送10条数据 "今天天气冷，吃火锅" 编号

        for(int i = 0; i< 5; i++) {
            String mes = "今天天气冷，吃火锅";
            byte[] content = mes.getBytes(Charset.forName("utf-8"));
            int length = mes.getBytes(Charset.forName("utf-8")).length;

            //创建协议包对象
            MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
            messageProtocol.setLen(length);
            messageProtocol.setContent(content);
            ctx.writeAndFlush(messageProtocol);

        }

    }

//    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception {

        int len = msg.getLen();
        byte[] content = msg.getContent();

        System.out.println("客户端接收到消息如下");
        System.out.println("长度=" + len);
        System.out.println("内容=" + new String(content, Charset.forName("utf-8")));

        System.out.println("客户端接收消息数量=" + (++this.count));

    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常消息=" + cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

//server

//处理业务的handler
public class MyServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<MessageProtocol>{
    private int count;

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        //cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, MessageProtocol msg) throws Exception {

        //接收到数据，并处理
        int len = msg.getLen();
        byte[] content = msg.getContent();

        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println();
        System.out.println("服务器接收到信息如下");
        System.out.println("长度=" + len);
        System.out.println("内容=" + new String(content, Charset.forName("utf-8")));

        System.out.println("服务器接收到消息包数量=" + (++this.count));

        //回复消息

        String responseContent = UUID.randomUUID().toString();
        int responseLen = responseContent.getBytes("utf-8").length;
        byte[]  responseContent2 = responseContent.getBytes("utf-8");
        //构建一个协议包
        MessageProtocol messageProtocol = new MessageProtocol();
        messageProtocol.setLen(responseLen);
        messageProtocol.setContent(responseContent2);
       //向所有channel发送数据
        ctx.writeAndFlush(messageProtocol);


    }
}

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