简介

在之前的系列文章中，咱们提到了netty中的channel只承受ByteBuf类型的对象，如果不是ByteBuf对象的话，须要用编码和解码器对其进行转换，明天来聊一下netty自定义的编码和解码器实现中须要留神的问题。

自定义编码器和解码器的实现

在介绍netty自带的编码器和解码器之前，通知大家怎么实现自定义的编码器和解码器。

netty中所有的编码器和解码器都是从ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter衍生而来的。

对于ChannelOutboundHandlerAdapter来说，最重要的两个类是MessageToByteEncoder 和 MessageToMessageEncoder 。

MessageToByteEncoder是将音讯编码成为ByteBuf，这个类也是咱们自定义编码最罕用的类，间接继承这个类并实现encode办法即可。留神到这个类有一个泛型，这个泛型指定的就是音讯的对象类型。

例如咱们想将Integer转换成为ByteBuf，能够这样写：

       public class IntegerEncoder extends MessageToByteEncoder<Integer> {
            @Override
           public void encode(ChannelHandlerContext ctx, Integer msg, ByteBuf out)
                   throws Exception {
               out.writeInt(msg);
           }
       }

MessageToMessageEncoder是在音讯和音讯之间进行转换，因为音讯并不能间接写入到channel中，所以须要和MessageToByteEncoder配合应用。

上面是一个Integer到String的例子：

       public class IntegerToStringEncoder extends
               MessageToMessageEncoder<Integer> {
  
            @Override
           public void encode(ChannelHandlerContext ctx, Integer message, List<Object> out)
                   throws Exception {
               out.add(message.toString());
           }
       }

对于ChannelInboundHandlerAdapter来说，最重要的两个类是ByteToMessageDecoder和MessageToMessageDecoder 。

ByteToMessageDecoder是将ByteBuf转换成对应的音讯类型，咱们须要继承这个类，并实现decode办法，上面是一个从ByteBuf中读取所有可读的字节，并将后果放到一个新的ByteBuf中，

       public class SquareDecoder extends ByteToMessageDecoder {
            @Override
           public void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out)
                   throws Exception {
               out.add(in.readBytes(in.readableBytes()));
           }
       }
   

MessageToMessageDecoder是音讯和音讯之间的转换，同样的只须要实现decode办法即可，如下从String转换到Integer：

       public class StringToIntegerDecoder extends
               MessageToMessageDecoder<String> {
  
            @Override
           public void decode(ChannelHandlerContext ctx, String message,
                              List<Object> out) throws Exception {
               out.add(message.length());
           }
       }

ReplayingDecoder

下面的代码看起来很简略，然而在实现的过程中还有一些问题要留神。

对于Decoder来说，咱们从ByteBuf中读取数据，而后进行转换。然而在读取的过程中，并不知道ByteBuf中数据的变动状况，有可能在读取的过程中ByteBuf还没有筹备好，那么就须要在读取的时候对ByteBuf中可读字节的大小进行判断。

比方咱们须要解析一个数据结构，这个数据结构的前4个字节是一个int，示意前面byte数组的长度，咱们须要先判断ByteBuf中是否有4个字节，而后读取这4个字节作为Byte数组的长度，而后再读取这个长度的Byte数组，最终失去要读取的后果，如果其中的某一步呈现问题，或者说可读的字节长度不够，那么就须要间接返回，期待下一次的读取。如下所示：

   public class IntegerHeaderFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder {
  
      @Override
     protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,
                             ByteBuf buf, List<Object> out) throws Exception {
  
       if (buf.readableBytes() < 4) {
          return;
       }
  
       buf.markReaderIndex();
       int length = buf.readInt();
  
       if (buf.readableBytes() < length) {
          buf.resetReaderIndex();
          return;
       }
  
       out.add(buf.readBytes(length));
     }
   }

这种判断是比较复杂同时也是可能出错的，为了解决这个问题，netty提供了 ReplayingDecoder用来简化下面的操作，在ReplayingDecoder中，假如所有的ByteBuf曾经处于筹备好的状态，间接从两头读取即可。

下面的例子用ReplayingDecoder重写如下：

   public class IntegerHeaderFrameDecoder
        extends ReplayingDecoder<Void> {
  
     protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,
                             ByteBuf buf, List<Object> out) throws Exception {
  
       out.add(buf.readBytes(buf.readInt()));
     }
   }

它的实现原理是去尝试读取对应的字节信息，如果没有读到，则抛出异样，ReplayingDecoder接管到异样之后，会从新调用decode办法。

尽管ReplayingDecoder应用起来非常简单，然而它有两个问题。

第一个问题是性能问题，因为会去反复调用decode办法，如果ByteBuf自身并没有变动，就会导致反复decode同一个ByteBuf，照成性能的节约。解决这个问题就是在在decode的过程中分阶段进行，比方下面的例子中，咱们须要先读取Byte数组的长度，而后再读取真正的byte数组。所以在读完byte数组长度之和，能够调用checkpoint()办法做一个保留点，下次再执行decode办法的时候就能够跳过这个保留点，持续后续的执行过程，如下所示：

   public enum MyDecoderState {
     READ_LENGTH,
     READ_CONTENT;
   }
  
   public class IntegerHeaderFrameDecoder
        extends ReplayingDecoder<MyDecoderState> {
  
     private int length;
  
     public IntegerHeaderFrameDecoder() {
       // Set the initial state.
       super(MyDecoderState.READ_LENGTH);
     }
  
      @Override
     protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,
                             ByteBuf buf, List<Object> out) throws Exception {
       switch (state()) {
       case READ_LENGTH:
         length = buf.readInt();
         checkpoint(MyDecoderState.READ_CONTENT);
       case READ_CONTENT:
         ByteBuf frame = buf.readBytes(length);
         checkpoint(MyDecoderState.READ_LENGTH);
         out.add(frame);
         break;
       default:
         throw new Error("Shouldn't reach here.");
       }
     }
   }

第二个问题是同一个实例的decode办法可能会被调用屡次，如果咱们在ReplayingDecoder中有公有变量的话，则须要思考对这个公有变量的荡涤工作，防止屡次调用造成的数据净化。

总结

通过继承下面的几个类，咱们就能够本人实现编码和解码的逻辑了。然而如同还有点问题，自定义编码和解码器是不是太简单了？还须要判断要读取的byte数组的大小。有没有更加简略的办法呢？

有的，敬请期待netty系列的下一篇文章:netty自带的编码器和解码器.

本文的例子能够参考：learn-netty4

本文已收录于 http://www.flydean.com/14-netty-cust-codec/

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