曼巴out ·Netty 編碼和解碼
1. 前言
本節內容，主要是講解 Netty 的編碼和解碼，前面我們講解了 ByteBuf，Netty 是面向 ByteBuf 來編程的，發送的內容會被編碼成 ByteBuf，從 Channel 接受的數據流則被封裝成了 ByteBuf，需要把它解碼成我們所熟悉的格式。
2. 編碼和解碼的作用
首先，我們先通過一個實例來進行說明。
實例：
ch.pipeline().addLast(new CodecHandler());
public class CodecHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("接受："+msg.toString());
}
}
客戶端發送數據：
執行結果：
接受：PooledUnsafeDirectByteBuf(ridx: 0, widx: 5, cap: 1024)
通過以上測試，發現客戶端往服務端發送普通的字符串，服務端接受的時候并不是正常字符串，而是把 ByteBuf 類型打印出來。
主要原因是，Netty 的數據類型是 ByteBuf，無法直接強轉，需要通過解碼的方式去轉換才能得到正常的數據，編碼也是同樣道理。
因此，本節學編碼和解碼的知識可以了解 Netty 如何去接受和發送參數。
3. 解碼示例
實例：
public class ServerLoginHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//1.讀取客戶端發送過來的數據
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
//1.轉換ByteBuf
ByteBuf buffer=(ByteBuf)msg;
//2.定義一個byte數組，長度是ByteBuf的可讀字節數
byte[] bytes=new byte[buffer.readableBytes()];
//3.往自定義的byte[]讀取數據
buffer.readBytes(bytes);
//4.字節流->字符串
String str=new String(bytes);
}
}
通過以上代碼，我們發現能正常接收并且打印客戶端發送過來的字符串數據。但是如果是其它的類型數據（比如：Map，實體，List 等）那么還得手工寫另外的轉換方法，相對比較麻煩。
4. 編碼解碼流程
4.1 整體流程
無論是使用 Netty 還是原始的 Socket 編程，基于 TCP 通信的數據包格式均為二進制，但是我們平時開發不可能基于二進制去開發，而是封裝一個一個的實體。這樣的話，我們就需要實現實體和二進制之間的編碼和解碼了。
- 客戶端往服務端發送消息，手寫需要把實體轉換成 byte []，并且把 byte [] 寫入到 ByteBuf 容器里面，最終轉換二進制。其實，整個過程就是一個編碼的過程；
- 服務端接受到消息，二進制是給機器去識別的，人眼無法快速去識別它，然而實體是我們所熟悉并且一看就能看出有哪些屬性，因此需要把二進制轉換我們所熟悉的實體，整個過程就是一個解碼的過程。
4.2 編碼流程
實例：
//封裝編碼方法
public ByteBuf encode(Object obj) {
// 1. 創建 ByteBuf 對象
ByteBuf byteBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.ioBuffer();
// 2. 序列化 Java 對象
byte[] bytes = SerializeUtils.serialize(obj);
// 3. 實際編碼過程
byteBuf.writeBytes(bytes);
return byteBuf;
}
//序列化工具類
public class SerializeUtils{
//序列化方法
public static byte[] serialize(Object obj){
//省略序列化過程
return null;
}
}
代碼說明：
- 創建一個 ByteBuf（前面章節詳細講解過）；
- 把內容序列化成字節數組；
- 把字節數組寫入到 ByteBuf。
4.3 解碼流程
實例：
//解碼
public <T> T decode(ByteBuf byteBuf,Class clazz) {
// 數據包長度
int length = byteBuf.readableBytes();
byte[] bytes = new byte[length];
byteBuf.readBytes(bytes);
return SerializeUtils.desrialize(bytes,clazz);
}
//序列化工具類
public class SerializeUtils{
//序列化方法
public static <T> T desrialize(byte[] bytes,Class clazz){
//省略反序列化過程
return null;
}
}
代碼說明：
- 根據 ByteBuf 獲取可讀的數據長度；
- 根據數據長度創建相應的字節數組；
- 把 ByteBuf 里面的內容讀取到自定義的字節數組里面；
- 通過反序列化的手段，把字節數組反序列化成對象。
5. 序列化和反序列化
上面講編碼和解碼的時候，涉及兩個空方法沒有實現，分別是 serialize() 序列化和 desrialize() 反序列化，其實序列化和反序列化技術選擇很多，常見的解決方案大概如下：
- 通過對象流來手工實現序列化，但是實體必須實現
Serializeable序列化接口，否則無法被正常序列化和反序列化； - 對象 -> 轉換 json 格式的字符串，Java 里面 String 類型字符串可以自動轉換字節數組，常見的開源框架分別有 Fastjson、Jackjson 等；
- 對象 - 轉存 xml 格式的字符串，常見框架有 XStream 等；
- 其他技術，如：Hessian 序列化、Kryo 序列化等。
這里就不詳細展開展示序列化和反序列化的說明，如果有興趣，可以參考我寫的另外一篇文章：
接下來，主要說明的是，為了靈活擴展，我們最好不要寫死某種序列化技術，為了方便后期更改技術框架，因為每種序列化技術的差距比較大，主要體現兩點：
- 消耗時間： 序列化和反序列化的消耗時間長度；
- 數據長度： 序列化過后的字節數組長度，這個是會影響網絡傳輸性能的。
一般情況下，通過面向接口 + 策略模式的方式去解耦，底層可以靈活的切換序列化技術。
實例：
//定義一個序列化接口
public interface SerializeService<T>{
//序列化方法
public byte[] serialize(T t);
//反序列化方法
public T deserialize(byte[] bytes,Class<T> clazz);
}
//具體序列化實現列
public class JsonSerializeService<T> implements SerializeService<T>{
//序列化方法
public byte[] serialize(T t){
return null;
}
//反序列化方法
public T deserialize(byte[] bytes,Class<T> clazz){
return null;
}
}
//序列化使用
@Component
public class Test{
@Autowired
private SerializeService serializeService;
public ByteBuf encode(Object obj) {
// 1. 創建 ByteBuf 對象
ByteBuf byteBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.ioBuffer();
// 2. 序列化 Java 對象
byte[] bytes = serializeService.serialize(obj);
// 3. 實際編碼過程
byteBuf.writeBytes(bytes);
return byteBuf;
}
}
6. 小結
本節內容大家掌握好以下內容：
- 編碼和解碼的概念是什么？為什么需要編碼和解碼？
- Netty 如何去進行編碼和解碼，以及大體流程是什么？
- 編碼和解碼需要依賴序列化和反序列化技術，要了解序列化方面的技術有哪些。
思考題：能否把我們的編碼和解碼封裝成獨立的 Handler 呢？那么應該如何去封裝呢？
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