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TCP粘包拆包全攻略：Netty实战解决高并发通信难题

news 来源：原创 2025/4/27 18:43:21

1. 什么是`TCP粘包`？

1.1 粘包的定义

TCP（传输控制协议）是一种面向流的协议，它不保留消息边界。发送方多次写入的数据可能会被接收方一次性读取，这种现象称为粘包（Sticky Packet）。

粘包不是TCP协议的缺陷，而是其设计特性导致的。

1.2 粘包的场景

发送方粘包：发送方频繁发送小数据包，TCP可能合并发送以优化性能。
接收方粘包：接收方缓冲区未及时读取，导致多个包被一次性读取。

粘包情况模拟

服务端代码（不处理粘包）

public class NettyServer {public static void main(String[] args) {EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();try {ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();bootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) {// 直接打印接收到的数据（未处理粘包）System.out.println("服务端收到: " + msg.toString(CharsetUtil.UTF_8));}});}});ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {bossGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}}
}

客户端代码（连续发送小数据包）

public class NettyClient {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) {ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter() {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {// 连续发送3条消息for (int i = 0; i < 3; i++) {ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("消息" + i, CharsetUtil.UTF_8);ctx.writeAndFlush(buf);}}});}});ChannelFuture future = bootstrap.connect("localhost", 8080).sync();future.channel().closeFuture().sync();} finally {group.shutdownGracefully();}}
}

运行结果

客户端发送了3条独立消息：

消息0、消息1、消息2

但服务端可能一次性收到合并后的数据：

服务端收到: 消息0消息1消息2

这就是典型的粘包问题！

1.3 粘包的危害

数据解析错误（如协议头尾混淆）。
消息丢失或重复处理。

3. 用Netty解决粘包问题

3.1 解决方案

Netty提供了多种拆包策略，常见的有：

固定长度拆包（FixedLengthFrameDecoder）

每条消息固定长度，不足补空。

分隔符拆包（DelimiterBasedFrameDecoder）

用特殊字符（如\n）分隔消息。

长度字段拆包（LengthFieldBasedFrameDecoder）

在消息头中定义长度字段（推荐）。

3.2 代码改造（使用LengthFieldBasedFrameDecoder）

服务端代码（解决粘包）

ch.pipeline()// 最大长度、长度字段偏移量、长度字段长度.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(1024, 0, 4, 0, 4)).addLast(new SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf>() {@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) {// 现在每条消息会被正确拆分System.out.println("服务端收到: " + msg.toString(CharsetUtil.UTF_8));}});

客户端代码（添加长度头）

@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {for (int i = 0; i < 3; i++) {String message = "消息" + i;ByteBuf buf = Unpooled.buffer();// 写入消息长度（4字节）buf.writeInt(message.getBytes().length);// 写入消息内容buf.writeBytes(message.getBytes());ctx.writeAndFlush(buf);}
}

3.3 运行结果

服务端现在能正确接收每条独立消息：

服务端收到: 消息0
服务端收到: 消息1
服务端收到: 消息2

4. 其他拆包方案对比

方案	优点	缺点
FixedLengthFrameDecoder	简单高效	消息必须固定长度
DelimiterBasedFrameDecoder	适合文本协议（如HTTP）	分隔符不能出现在消息体中
LengthFieldBasedFrameDecoder	灵活，适合二进制协议	需要自定义长度字段