Netty WebSocket 拆包浅析

Posted 2023-03-13

参考技术A 最近项目中运用 WebSocket 的场景越来越多，自然而然。踩到的坑也就越来越多，例如最经常遇到的拆包，粘包问题。而当发现这个问题的时候，起初我认为与我之前通过 mina  实现自定义协议头，解决 socket 进行数据传输时遇到拆包问题的场景是一样的。而当我慢慢深入了解 WebSocket的时候才发现，实际上，WebSocket 的出现，就是为了解决拆包，粘包的问题的。因为这些事情，本身就是应该由运用层去解决，而不是在TCP/IP层解决。

通过网络搜索，我们可以知道 WebSocket 协议是根据 RFC6455 规范实现的，而最新版本是13（距离现今也接近10年了）。

以下是 WebScoket 定义的协议帧片段。

通过以上的帧定义片段。我也就明白了，为什么说 WebSocket 是为了解决拆包，粘包问题等一系列应用层问题而诞生的。从 RCF6455 规范定义第 5.3 章节中可以发现，每次发送或者接收的帧报文中，都会有定义协议的一些信息，例如头部大小，数据大小，以及帧类型，标识位等信息。

看完协议定义，那么开始查看  Netty  源码。

以下是  Netty  定义的相关帧类型以供开发者使用。

当服务端接收到协议由 HTTP 握手升级协议 WebSocket 时，我们需要通过  WebSocketServerHandshakerFactory 类新建 WebSocketHandshaker ，此时会判断 WebSocket 协议版本以及相关信息进行校验。

而  WebSocketServerHandshaker 中，分别定义了  WebSocketFrameDecoder ， WebSocketFrameEncoder 进行解码，编码调用。

那么从现实开始，大概也就清楚了， Netty  中  WebSocket  和  Socket  实现，实际上都是一样的，都是一个解码器（负责接收数据，处理成需要的类型，例如文本，二进制），一个编码器（负责根据协议版本，进行帧封装）的结构。

从  WebSocket13FrameDecoder  我们可以得知，实际上  WebSocket13FrameDecoder 是继承自  WebSocket08FrameDecoder （由于实现细节一致），而  WebSocket08FrameDecoder 是继承自  ByteToMessageDecoder  ，实际上都是通过二进制数据进行解码处理的。

查看  WebSocket08FrameDecoder  我们可以了解到具体的实现细节，就是每次解码的时候，都会读取首部信息，然后依次对数据进行处理。而拆包等操作，都是已经进行的相应处理和封装。

看完 Netty 的源码实现，那么就可以进行实际的编码解决问题了。

当服务端/客户端发现包文过大时，会进行拆包。而为每个包定义一系列的定义。

例如：当接收一个 Text 消息时， Netty 首先会实例化一个 TextWebSocketFrame 对象并传递给调用方，而通过  isFinalFragment 我们可以判断出，这个帧对象是否已经传输完毕，如果传输完毕，那么进行业务处理。如果没有传输完毕，那么继续等待余下信息，进行拼接处理。

以上为服务端接收拆包信息的处理方式，反之亦然，客户端接收消息也可以进行相应操作。而根据 WebSocket 1.3 版本实现的组件，也都根据 RFC6455  规范进行相应实现，可以实现无缝对接。

参考： Netty做webSocket客户端，服务端拆包发送客户端接收处理