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Netty初学五客户端与服务端通信协议编解码

article 2025/2/9 5:45:50

一、客户端与服务端的通信协议

1.客户端与服务端的通信是基于tcp通信的数据包格式均为二进制，协议指的是客户端和服务端事先商量好的，每一个二进制包中每一段字节分别代表什么含义。

简单的登录指令：

2.客户端与服务端的通信：

客户端把一个java对象按照通信协议转换为二进制数据包

通过网络把这段二进制数据包发送到服务端，在传送的过程中是由tcp/ip协议负责数据的传输

服务端接收到数据之后，按照协议取出二进制数据包中的相应字段包装成java对象

服务端处理完之后，如果需要生成响应会按照同样的流程进行

3.通信协议的设计：

第一个字段魔数，通常情况下是固定的几个字节，该字段的作用是服务端可以根据这个字段的信息进行比对，可以判断出这个数据包并非遵循自定义协议的，即无效的数据包

第三个字段的序列化算法表示如何将java对象转换成二进制数据以及如何将二进制数据转换成java对象

第五个字段表示的数据长度，占4字节

4.通信协议的实现：

编码：将java对象根据协议封装成二进制数据包，解码反之

java对象：

@Data
 public abstract class Packet ｛
/**
 * 协议版本
*/
 private Byte version = 1；

//指令
 public abstract Byte getCommand()；
｝

所有的指令数据包都必须实现这个方法

定义登录请求数据包：

public interface Command ｛
Byte LOGIN_REQUEST = 1；
｝
@Data
 public class LoginRequestPacket extends Packet ｛
private Integer userId；
private String username；
private String password；
@Override
 public Byte getCommand() ｛
return LOGIN_REQUEST；
｝
｝

上述代码示例定义了3个字段，分别是用户id 用户名和密码并且覆盖了getCommand方法

以上过程为java对象的定义，可以根据一种规则把一个java对象转换成二进制数据，即java对象的序列化

序列化：

public interface Serializer ｛
/**
 * 序列化算法
*/
 byte getSerializerAlgorithm()；
/**
  * Java 对象转换成二进制数据
     */
    byte［］ serialize(Object object)；
    /**
     * 二进制数据转换成Java对象
     */
    <T> T deserialize(Class<T> clazz, byte［］ bytes)；
｝

serialize()方法将java对象转换成字节数组，deserialize()方法将字节数组转换成java对象

json序列化方式：

public interface SerializerAlgorithm ｛
    /**
     * JSON序列化标识
     */
    byte JSON = 1；
｝
public class JSONSerializer implements Serializer ｛
    @Override
    public byte getSerializerAlgorithm() ｛
        return SerializerAlgorithm.JSON；
    ｝
    @Override
    public byte［］ serialize(Object object) ｛
        return JSON.toJSONBytes(object)；
    ｝
    @Override
    public <T> T deserialize(Class<T> clazz, byte［］ bytes) ｛
        return JSON.parseObject(bytes, clazz)；
    ｝
｝

5.封装成二进制数据的过程：

 private static final int MAGIC_NUMBER = 0x12345678；
public ByteBuf encode(Packet packet) ｛
// 1. 创建 ByteBuf 对象
ByteBuf byteBuf = ByteBufAllocator.DEFAULT.ioBuffer()；
// 2. 序列化 Java 对象
byte［］ bytes = Serializer.DEFAULT.serialize(packet)；
// 3. 实际编码过程
byteBuf.writeInt(MAGIC_NUMBER)；
byteBuf.writeByte(packet.getVersion())；
byteBuf.writeByte(Serializer.DEFAULT.getSerializerAlgorithm())；
byteBuf.writeByte(packet.getCommand())；
byteBuf.writeInt(bytes.length)；
byteBuf.writeBytes(bytes)；
return byteBuf；
｝

6.解析java对象的过程：

 public Packet decode(ByteBuf byteBuf) ｛
    // 跳过魔数
    byteBuf.skipBytes(4)；
    // 跳过版本号
    byteBuf.skipBytes(1)；
    // 序列化算法标识
    byte serializeAlgorithm = byteBuf.readByte()；
    // 指令
    byte command = byteBuf.readByte()；
    // 数据包长度
    int length = byteBuf.readInt()；
    byte［］ bytes = new byte［length］；
    byteBuf.readBytes(bytes)；
    Class<? extends Packet> requestType = getRequestType(command)；
    Serializer serializer = getSerializer(serializeAlgorithm)；
    if (requestType ！= null && serializer ！= null) ｛
    return serializer.deserialize(requestType, bytes)；
｝
return null；
｝

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