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Netty数据读取与解码入门

1. 读数据入口

当客户端Channel的Reactor线程NioEventLoop检测到有读事件时，会执行NioByteUnsafe的read()方法。该方法会调用doReadBytes()方法将TCP缓冲区的数据读到由ByteBufAllocator分配的一个ByteBuf对象中，然后通过pipeline.fireChannelRead()方法带上这个ByteBuf对象向下传播ChannelRead事件。

在传播过程中，首先会来到pipeline的head结点的channelRead()方法。该方法会继续带着那个ByteBuf对象向下传播ChannelRead事件，比如会来到ByteToMessageDecoder结点的channelRead()方法。

需要注意的是，服务端Channel的unsafe变量是一个NioMessageUnsafe对象，而客户端Channel的unsafe变量是一个NioByteUnsafe对象。

2. 拆包原理

不用Netty的拆包原理

不断地从TCP缓冲区中读取数据，每次读完都判断是否为一个完整的数据包。如果当前读取的数据不足以拼接成一个完整的数据包，就保留数据，继续从TCP缓冲区中读。如果当前读取的数据加上已读取的数据足够拼成完整的数据包，就将拼好的数据包往业务传递，而多余的数据则保留。

Netty的拆包原理

Netty拆包基类内部会有一个字节容器，每次读取到数据就添加到字节容器中。然后尝试对累加的字节数据进行拆包，拆成一个完整的业务数据包，这个拆包基类叫ByteToMessageDecoder。

3. ByteToMessageDecoder解码步骤

(1) 解码的整体步骤

(2) 首先累加字节流

如果当前字节容器中没有数据，那么就将字节容器的指针指向新读取的数据。如果当前字节容器中有数据，那么就调用累加器的cumulate()方法将数据累加到字节容器。

(3) 然后调用子类的decode()方法进行解析

把累加字节容器里的字节流通过子类的decode()方法进行解析。

(4) 接着清理字节容器

为了防止发送端发送数据过快，ByteToMessageDecoder会在读取完一次数据并完成业务拆包后，清理字节容器。

(5) 最后将解析到的ByteBuf向下传播

如果调用子类的decode()方法可以解析到一个ByteBuf对象，则将这个ByteBuf对象向下传播。

4. 解码器抽象的解码过程总结

解码过程是通过一个叫ByteToMessageDecoder的抽象解码器来实现的，ByteToMessageDecoder实现的解码过程分为如下四步：

(1) 累加字节流

也就是把当前读到的字节流累加到一个字节容器里。

(2) 调用子类的decode()方法进行解析

ByteToMessageDecoder的decode()方法是一个抽象方法，不同种类的解码器会有自己的decode()方法逻辑。

(3) 清理字节容器

为了防止发送端发送数据过快，ByteToMessageDecoder会在读取完一次数据并完成业务拆包后，清理字节容器。

(4) 传播已解码的业务数据包

如果List列表里有解析出来的业务数据包，那么就通过pipeline的事件传播机制往下进行传播。

5. Netty里常见的开箱即用的解码器

(1) 基于固定长度解码器

判断当前字节容器可读字节是否小于固定长度。

(2) 基于行分隔符解码器

基于行分隔符的拆包器可以同时处理\n和\r\n两种类型的行分隔符，其处理逻辑分为非丢弃模式和丢弃模式、找到行分隔符和未找到行分隔符的情况。

(3) 基于分隔符解码器

可以向基于分隔符解码器DelimiterBasedFrameDecoder传递一个分隔符列表，这样该解码器就会按照分隔符列表对数据包进行拆分。

(4) 基于长度域解码器

主要的逻辑步骤如下：

(1) 丢弃模式的处理

(2) 获取待拆数据包的大小

(3) 对数据包进行长度校验

(4) 跳过指定字节长度

(5) 抽取数据包

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