netty 系列之:netty 中常用的字符串编码解码器

作者：程序那些事

2022 年 4 月 21 日
本文字数：2457 字
阅读完需：约 8 分钟

简介

字符串是我们程序中最常用到的消息格式，也是最简单的消息格式，但是正因为字符串 string 太过简单，不能附加更多的信息，所以在 netty 中选择的是使用 byteBuf 作为最底层的消息传递载体。

虽然底层使用的 ByteBuf，但是对于程序员来说，还是希望能够使用这种最简单的字符串格式，那么有什么简单的方法吗?

netty 中的字符串编码解码器

为了解决在 netty 的 channel 中传递字符串的问题，netty 提供了针对于字符串的编码和解码器,分别是 StringEncoder 和 StringDecoder。

我们来看下他们是怎么在程序中使用的,首先是将 StringDecoder 和 StringEncoder 加入 channelPipeline 中:

   ChannelPipeline pipeline = ...;     // Decoders   pipeline.addLast("frameDecoder", new LineBasedFrameDecoder(80));   pipeline.addLast("stringDecoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));     // Encoder   pipeline.addLast("stringEncoder", new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));

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注意，这里我们在使用 StringDecoder 之前还调用了 LineBasedFrameDecoder，先把数据按行进行分割，然后再进行字符串的读取。

那么有人要问了，decoder 加入了 LineBasedFrameDecoder 预处理，为什么写入的时候没有添加行的分割符呢？

事实上这里有两种处理方式，第一种就是在向 channel 中写入字符串的时候，手动加上行分隔符，如下所示：

   void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {       ch.write("Did you say '" + msg + "'?\n");   }

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如果不想每次都在 msg 后面加上换行符，那么可以将 StringEncoder 替换成为 LineEncoder，上面的 pipeline 就变成下面这样：

   ChannelPipeline pipeline = ...;     // Decoders   pipeline.addLast("frameDecoder", new LineBasedFrameDecoder(80));   pipeline.addLast("stringDecoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));     // Encoder   pipeline.addLast("lineEncoder", new LineEncoder(LineSeparator.UNIX, CharsetUtil.UTF_8));

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这样，我们在 handler 中就不需要手动添加换行符了，如下所示：

   void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {       ch.write("Did you say '" + msg + "'?");   }

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不同平台的换行符

在 unix 和 windows 平台传递过文本文件的朋友可能会遇到一个问题，就是 windows 创建的文本文件，如果在 unix 下面打开的话，会发现每行后面多出了一个特殊字符，这是因为 unix 和 windows 平台定义的换行符是不同的。

在 unix 平台通常使用"\n"来换行，而在 windows 平台则使用""\r\n"来换行。

java 程序因为是跨平台的，写出的程序可能运行在 unix 平台，也可能运行在 windows 平台，所以我们需要有一个办法来获取平台的换行符，netty 提供了一个 LineSeparator 的类来完成这个工作。

LineSeparator 中有三个换行符的定义，分别是：

   public static final LineSeparator DEFAULT = new LineSeparator(StringUtil.NEWLINE);
    public static final LineSeparator UNIX = new LineSeparator("\n");
    public static final LineSeparator WINDOWS = new LineSeparator("\r\n");

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UNIX 和 WINDOWS 很好理解，他们就是我们刚刚讲到的不同的平台。

那么什么是 DEFAULT 呢？DEFAULT 中传入的 NEWLINE，实际上是从系统属性中获取到的，如果没有获取到，则使用默认的"\n"。

public static final String NEWLINE = SystemPropertyUtil.get("line.separator", "\n");

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字符串编码的实现

上面我们讲到了和字符串编码解码相关的类分别是 StringEncoder，LineEncoder 和 StringDecoder,我们来详细看下这三个类的实现。

首先是 StringEncoder，StringEncoder 继承了 MessageToMessageEncoder:

public class StringEncoder extends MessageToMessageEncoder<CharSequence>

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泛型中的 CharSequence 表示 StringEncoder 要 encode 的对象是 CharSequence，也就是字符序列。

虽然大家常用 String 这个类，但是不一定大家都知道 String 其实是 CharSequence 的子类，所以 StringEncoder 也可以编码字符串。

StringEncoder 的编码逻辑很简单，将传入的字符串 msg 转换成为 CharBuffer，然后调用 ByteBufUtil 的 encodeString 方法就可以转换成为 ByteBuf，并加入 out 中去：

    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, CharSequence msg, List<Object> out) throws Exception {        if (msg.length() == 0) {            return;        }        out.add(ByteBufUtil.encodeString(ctx.alloc(), CharBuffer.wrap(msg), charset));    }

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LineEncoder 和 StringEncoder 很类似，它也是继承自 MessageToMessageEncoder：

public class LineEncoder extends MessageToMessageEncoder<CharSequence>

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不同之处在于 encoder 方法：

    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, CharSequence msg, List<Object> out) throws Exception {        ByteBuf buffer = ByteBufUtil.encodeString(ctx.alloc(), CharBuffer.wrap(msg), charset, lineSeparator.length);        buffer.writeBytes(lineSeparator);        out.add(buffer);    }

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ByteBufUtil 的 encodeString 多了一个 lineSeparator.length 参数，用来预留 lineSeparator 的位置，然后在返回的 ByteBuf 后面加上 lineSeparator 作为最终的输出。

StringDecoder 是和 StringEncoder 相反的过程：

public class StringDecoder extends MessageToMessageDecoder<ByteBuf>

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这里的 ByteBuf 表示的是要解码的对象是 ByteBuf,我们看下他的解码方法：

    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg, List<Object> out) throws Exception {        out.add(msg.toString(charset));    }

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直接调用 msg.toString 方法即可将 ByteBuf 转换成为字符串。

总结

以上就是 netty 中对字符串的编码解码器，通过使用这几个编码解码器可以大大简化我们的工作。

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