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netty系列之netty中的自动解码器ReplayingDecoder

　　简介
　　netty提供了一个从ByteBuf到用户自定义的message的解码器叫做ByteToMessageDecoder,要使用这个decoder，我们需要继承这个decoder，并实现decode方法，从而在这个方法中实现ByteBuf中的内容到用户自定义message对象的转换。
　　那么在使用ByteToMessageDecoder的过程中会遇到什么问题呢？为什么又会有一个ReplayingDecoder呢？带着这个问题我们一起来看看吧。 ByteToMessageDecoder可能遇到的问题
　　要想实现自己的解码器将ByteBuf转换成为自己的消息对象，可以继承ByteToMessageDecoder，然后实现其中的decode方法即可，先来看下decode方法的定义：      protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,                              ByteBuf buf, List out) throws Exception
　　输入的参数中buf是要解码的ByteBuf，out是解码过后的对象列表，我们需要把ByteBuf中的数据转换成为我们自己的对象加入out的list中。
　　那么这里可能会遇到一个问题，因为我们在调用decode方法的时候buf中的数据可能还没有准备好，比如我们需要一个Integer，但是buf中的数据不够一个整数，那么就需要一些buf中数据逻辑的判断,我们以一个带有消息长度的Buf对象来描述一下这个过程。
　　所谓带有消息长度的Buf对象，就是说Buf消息中的前4位，构成了一个整数，这个整数表示的是buf中后续消息的长度。
　　所以我们读取消息进行转换的流程是，先读取前面4个字节，得到消息的长度，然后再读取该长度的字节，这就是我们真正要获取的消息内容。
　　来看一下如果是继承自ByteToMessageDecoder应该怎么实现这个逻辑呢？    public class IntegerHeaderFrameDecoder extends ByteToMessageDecoder {        @Override      protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,                              ByteBuf buf, List 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));      }    }
　　在decode中，我们首先需要判断buf中可读的字节有没有4个，没有的话直接返回。如果有，则先读取这4个字节的长度，然后再判断buf中的可读字节是否小于应该读取的长度，如果小于，则说明数据还没有准备好，需要调用resetReaderIndex进行重置。
　　最后，如果所有的条件都满足，才真正进行读取工作。
　　有没有一个办法可以不提前进行判断，可以直接按照自己想要的内容来读取buf的方式呢？答案就是ReplayingDecoder。
　　我们先来看一下上面的例子用ReplayingDecoder重写是什么情况：    public class IntegerHeaderFrameDecoder         extends ReplayingDecoder {       protected void decode(ChannelHandlerContext ctx,                              ByteBuf buf, List out) throws Exception {         out.add(buf.readBytes(buf.readInt()));      }    }
　　使用ReplayingDecoder，我们可以忽略buf是否已经接收到了足够的可读数据，直接读取即可。
　　相比之下ReplayingDecoder非常的简单。接下来，我们来探究一下ReplayingDecoder的实现原理。 ReplayingDecoder的实现原理
　　ReplayingDecoder实际上是ByteToMessageDecoder的一个子类，它的定义如下： public abstract class ReplayingDecoder extends ByteToMessageDecoder
　　在ByteToMessageDecoder中，最重要的方法是channelRead,在这个方法中实际调用了 callDecode(ctx, cumulation, out);  来实现cumulation到out的解码过程。
　　ReplayingDecoder的秘密就在于对这个方法的重写，我们来看下这个方法的具体实现：    protected void callDecode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) {         replayable.setCumulation(in);         try {             while (in.isReadable()) {                 int oldReaderIndex = checkpoint = in.readerIndex();                 int outSize = out.size();                 if (outSize > 0) {                     fireChannelRead(ctx, out, outSize);                     out.clear();                     if (ctx.isRemoved()) {                         break;                     }                     outSize = 0;                 }                 S oldState = state;                 int oldInputLength = in.readableBytes();                 try {                     decodeRemovalReentryProtection(ctx, replayable, out);                     if (ctx.isRemoved()) {                         break;                     }                     if (outSize == out.size()) {                         if (oldInputLength == in.readableBytes() && oldState == state) {                             throw new DecoderException(                                     StringUtil.simpleClassName(getClass()) + ＂.decode() must consume the inbound ＂ +                                     ＂data or change its state if it did not decode anything.＂);                         } else {                             continue;                         }                     }                 } catch (Signal replay) {                     replay.expect(REPLAY);                     if (ctx.isRemoved()) {                         break;                     }                      // Return to the checkpoint (or oldPosition) and retry.                     int checkpoint = this.checkpoint;                     if (checkpoint >= 0) {                         in.readerIndex(checkpoint);                     } else {                     }                     break;                 }                 if (oldReaderIndex == in.readerIndex() && oldState == state) {                     throw new DecoderException(                            StringUtil.simpleClassName(getClass()) + ＂.decode() method must consume the inbound data ＂ +                            ＂or change its state if it decoded something.＂);                 }                 if (isSingleDecode()) {                     break;                 }             }         } catch (DecoderException e) {             throw e;         } catch (Exception cause) {             throw new DecoderException(cause);         }     }
　　这里的实现和ByteToMessageDecoder不同的是ReplayingDecoder中定义了一个checkpoint,这个checkpint是在尝试进行数据解码之初设置的： int oldReaderIndex = checkpoint = in.readerIndex();
　　如果是在解码的过程中出现了异常，则使用checkpoint重置index：     int checkpoint = this.checkpoint;          if (checkpoint >= 0) {             in.readerIndex(checkpoint);         } else {     }
　　这里捕获的异常是Signal，Signal是什么呢？
　　Signal是一个Error对象： public final class Signal extends Error implements Constant
　　这个异常是从replayable中抛出来的。
　　replayable是一个特有的ByteBuf对象，叫做ReplayingDecoderByteBuf: final class ReplayingDecoderByteBuf extends ByteBuf
　　在ReplayingDecoderByteBuf中定义了Signal属性：     private static final Signal REPLAY = ReplayingDecoder.REPLAY;
　　这个Signal异常是从ReplayingDecoderByteBuf中的get方法中抛出的，这里以getInt为例,看一下异常是如何抛出的：     public int getInt(int index) {         checkIndex(index, 4);         return buffer.getInt(index);     }
　　getInt方法首先会去调用checkIndex方法进行buff中的长度检测，如果小于要读取的长度，则会抛出异常REPLAY：     private void checkIndex(int index, int length) {         if (index + length > buffer.writerIndex()) {             throw REPLAY;         }     }
　　这就是Signal异常的由来。 总结
　　以上就是对ReplayingDecoder的介绍，虽然ReplayingDecoder好用，但是从它的实现可以看出，ReplayingDecoder是通过抛出异常来不断的重试，所以在某些特殊的情况下会造成性能的下降。
　　也就是说在减少我们代码量的同时，降低了程序的执行效率。看来要想马儿跑又想马儿不吃草，这样的好事是不可能的了。 本文已收录于 http://www.flydean.com/14-4-netty-replayingdecoder/
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