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Netty源码解析-解码器(Decoder)是如何工作

1. 解码器(Decoder)概述​

以类似流的方式将Bytes从一个ByteBuf中通过解码器转换成另一种消息类型

Decoder解码

Netty中的解码器就是ChannelInboundHandlerAdapter的一个实现。主要是将网络中的bytes数据解码成用户需要的消息类型。

TIps: 解码器不能使用@Sharable修饰，解码器只能单独为一个Channel进行解码，如果为多个进行解码会导致数据混乱

2.解码器(Decoder)如何工作​

解码器的重要一个类就是ByteToMessageDecoder ，该类继承了ChannelInboundHandlerAdapter 。所以从本质上来说解码器其实就是 ChannelInboundHandler 。既然是ChannelInboundHandler 数据读取就在ChannelInboundHandler#channelRead方法里面：

image-20220320144205350

Tips: 这里为什么会有一个if else的分支，原因在于如果开发者ByteToMessageDecoder设置在ServerBootstrap的ServerSocketChannel的handler，那么Object的对象类型就是SocketChannel，走的就是else分支，如果是设置在ServerBootstrap的childHandler那么那么Object的对象类型就是ByteBuf，走的就是if分支。 这里我只需要关注if分支即可

解码器具体处理流程

2.1 累加器Cumulator​

ByteToMessageDecoder 类中有一个Cumulator接口：

public abstract class ByteToMessageDecoder extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        public interface Cumulator {
        /**
         * Cumulate the given {@link ByteBuf}s and return the {@link ByteBuf} that holds the cumulated bytes.
         * The implementation is responsible to correctly handle the life-cycle of the given {@link ByteBuf}s and so
         * call {@link ByteBuf#release()} if a {@link ByteBuf} is fully consumed.
         */
        ByteBuf cumulate(ByteBufAllocator alloc, ByteBuf cumulation, ByteBuf in);
    }
}

作用：累加传入的Byte数据，同时也是为了解决粘包和半包的问题。

假设我们每次解码成的数据都要是：ABCD,由于存在粘包和半包的情况，累加器会进行如下操作(以半包为例)：

累加器的工作原理

第一次传入并不会解码出需要的Message,会将数据存入ByteToMessageDecoder的cumulation变量，第二次传入数据会将解码器的之前数据和传入的数据进行合并，cumulation中的数据就变成了如上图所示，然后进行解码就解码出了所需要的Message。然后清空cumulation中已经解码了的数据。

2.2 解码器工作解析​

解码器的整个工作流程图

从网络中读取的bytes数组，首先经过ByteToMessageDecoder累加器处理：

image-20220320155201164

如上图1所示：累加器处理传入的数据和前一次处理剩下的数据合并到一起，然后调用解码：

image-20220320155451061

①变量是用来保存解码后的消息，②就是调用解码方法**ByteToMessageDecoder#decode** ：

image-20220320155713635

ByteToMessageDecoder#decode 是一个抽象方法，所以具体看解码器的实现，例如：

  • RedisDecoder
  • XmlDecoder

等等一些Netty实现的解码器。解码出来的结构化对象，保存在**List<Object>**中。当前的ChannelHandler解码完成后触发后续的ChannelHandler

image-20220320160046448

后续ChannelHandler的channelRead方法中传入的值就是解码后的Message类型，如下图ByteToMessageDecoder#fireChannelRead静态方法：

image-20220320160201318

Tips:

  • 传入的Bytefuf如何不够解码成需要类型的Message，这些bytes会被累加器保存在ByteToMessageDecoder的私有变量ByteBuf cumulation中
  • 解码多出来的同样也会被bytes会被累加器保存在ByteToMessageDecoder的私有变量ByteBuf cumulation中
  • 累加器的作用就是用来解决粘包和半包的问题。

3.总结​

解码器的关键就是累加器，累加器的作用就是解决了数据的粘包和半包问题。数据不够解析成对应的Message将数据保存下来，等待后续的数据传入进行合并再次进行解码，当一次传入的数据过多但是又不能够完整的解析成多个(大于1)消息，将解析后的剩下的数据保存下来，等待后续的数据传入然后进行累加。这样就实现了整个解码的过程。

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