粘包和拆包是TCP網(wǎng)絡(luò)編程中不可避免的，無論是服務(wù)端還是客戶端，當(dāng)我們讀取或者發(fā)送消息的時候，都需要考慮TCP底層的粘包/拆包機(jī)制。TCP是個“流”協(xié)議，所謂流，就是沒有界限的一串?dāng)?shù)據(jù)。TCP底層并不了解上層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的具體含義，它會根據(jù)TCP緩沖區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行包的劃分，所以在業(yè)務(wù)上認(rèn)為，一個完整的包可能會被TCP拆分成多個包進(jìn)行發(fā)送，也有可能把多個小的包封裝成一個大的數(shù)據(jù)包發(fā)送，這就是所謂的TCP粘包和拆包問題。
如果一次請求發(fā)送的數(shù)據(jù)量比較小，沒達(dá)到緩沖區(qū)大小，TCP則會將多個請求合并為同一個請求進(jìn)行發(fā)送，這就形成了粘包問題。
如果一次請求發(fā)送的數(shù)據(jù)量比較大，超過了緩沖區(qū)大小，TCP就會將其拆分為多次發(fā)送，這就形成了拆包問題。
如圖所示，假設(shè)客戶端分別發(fā)送了兩個數(shù)據(jù)包msg1和msg2給服務(wù)端，由于服務(wù)端一次讀取到的字節(jié)數(shù)是不確定的，故可能存在以下4種情況。
2、 代碼復(fù)現(xiàn)粘包/拆包問題
客戶端
服務(wù)端
問題:服務(wù)端一次讀取了客戶端發(fā)送過來的消息,應(yīng)該讀取10次. 因此發(fā)生粘包。
3、粘包拆包解決方案
3.1業(yè)內(nèi)解決方案
由于底層的TCP無法理解上層的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所以在底層是無法保證數(shù)據(jù)包不被拆分和重組的，這個問題只能通過上層的應(yīng)用協(xié)議棧設(shè)計來解決，根據(jù)業(yè)界的主流協(xié)議的解決方案，可以歸納如下：
1.消息長度固定，累計讀取到長度和為定長LEN的報文后，就認(rèn)為讀取到了一個完整的信息。
2.將換行符作為消息結(jié)束符。
3.將特殊的分隔符作為消息的結(jié)束標(biāo)志，回車換行符就是一種特殊的結(jié)束分隔符。
4.通過在消息頭中定義長度字段來標(biāo)識消息的總長度。
3.2 Netty解決粘包拆包方案
1.固定長度的拆包器 FixedLengthFrameDecoder，每個應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的都拆分成都是固定長度的大小。
2.行拆包器 LineBasedFrameDecoder，每個應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，都以換行符作為分隔符，進(jìn)行分割拆分。
3.分隔符拆包器 DelimiterBasedFrameDecoder，每個應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，都通過自定義的分隔符，進(jìn)行分割拆分。
4.基于數(shù)據(jù)包長度的拆包器 LengthFieldBasedFrameDecoder，將應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的長度，作為接收端應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的拆分依據(jù)。按照應(yīng)用層數(shù)據(jù)包的大小，拆包。這個拆包器，有一個要求，就是應(yīng)用層協(xié)議中包含數(shù)據(jù)包的長度。
3.3 代碼實(shí)現(xiàn)
1.使用LineBasedFrameDecoder解決粘包問題，其會根據(jù)"\n"或"\r\n"對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分
客戶端:添加換行符
服務(wù)端:添加LineBasedFrameDecoder解碼器
運(yùn)行結(jié)果:發(fā)送了10次，也讀取了10次，解決了粘包的問題
2.使用DelimiterBasedFrameDecoder解碼器，以特殊的符號作為分隔來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的解碼
服務(wù)端:
3. 使用FixedLengthFrameDecoder解碼器，使用固定長度處理消息
服務(wù)端:
4.使用LenghtFieldBasedFrameDecode解碼器
服務(wù)端:
1024 是最大幀長度，0 是長度字段的偏移量，2 是長度字段的長度，0 是長度調(diào)整值，2 是初始需要去掉的字節(jié)數(shù)。這樣就可以正確地解碼出數(shù)據(jù)幀了。
4、總結(jié)
造成TCP協(xié)議粘包/拆包問題的原因是TCP協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸是基于字節(jié)流的，它不包含消息、數(shù)據(jù)包等概念，是無界的，需要應(yīng)用層協(xié)議自己設(shè)計消息的邊界，即消息幀（Message Framing）。如果應(yīng)用層協(xié)議沒有使用基于長度或者基于分隔符（終結(jié)符）劃分邊界等方式進(jìn)行處理，則會導(dǎo)致多個消息的粘包和拆包。
