abstract val serializeMethod:Byte // 序列化方式
abstract val command:Byte // Watcher 跟 App 相互通讯的指令
}

有多少个指令就需要定义多少个 Packet，下面以心跳的 Packet 为例，定义一个 HeartBeatPacket：

data class HeartBeatPacket(var msg:String = “ping”,
override val serializeMethod: Byte = Serialize.JSON,
override val command: Byte = Commands.HEART_BEAT) : Packet() {
}

HeartBeatPacket 是由 TCP 客户端发起，由 TCP 服务端接收并返回给客户端。

每个 Packet 类都包含了该 Packet 所使用的序列化方式。

/**

• 序列化方式的常量列表
  */
  interface Serialize {

companion object {

const val JSON: Byte = 0
}
}

每个 Packet 也包含了其对应的 command。下面是 Commands 是指令集，支持256个指令。

/**

• 指令集，支持从 -128 到 127 总共 256 个指令
  */
  interface Commands {

companion object {

/**

• 心跳包
  */
  const val HEART_BEAT: Byte = 0

/**

• 登录（App 需要告诉 Watcher ：cameraPosition 的位置）
  */
  const val LOGIN: Byte = 1

…
}
}

由于使用自定义的协议，必须要有对报文的 encode、decode，PacketManager 负责这些事情。
encode 时按照协议的结构进行组装报文，同理 decode 是其逆向的过程。

/**

• 报文的管理类，对报文进行 encode、decode
  */
  object PacketManager {

fun encode(packet: Packet):ByteBuf = encode(ByteBufAllocator.DEFAULT, packet)

fun encode(alloc:ByteBufAllocator, packet: Packet) = encode(alloc.ioBuffer(), packet)

fun encode(buf: ByteBuf, packet: Packet): ByteBuf {

val serializer = SerializerFactory.getSerializer(packet.serializeMethod)

val bytes: ByteArray = serializer.serialize(packet)

//组装报文:魔数（4字节）+ 版本号（1字节）+ 序列化方式（1字节）+ 指令（1字节）+ 数据长度（4字节）+ 数据（N字节）
buf.writeInt(MAGIC_NUMBER)
buf.writeByte(packet.version.toInt())
buf.writeByte(packet.serializeMethod.toInt())
buf.writeByte(packet.command.toInt())
buf.writeInt(bytes.size)
buf.writeBytes(bytes)

return buf
}

fun decode(buf:ByteBuf): Packet {

buf.skipBytes(4) // 魔数由单独的 Handler 进行校验
buf.skipBytes(1)

val serializationMethod = buf.readByte()
val serializer = SerializerFactory.getSerializer(serializationMethod)

val command = buf.readByte()
val clazz = PacketFactory.getPacket(command)

val length = buf.readInt() // 数据的长度
val bytes = ByteArray(length) // 定义需要读取的字符数组
buf.readBytes(bytes)
return serializer.deserialize(clazz, bytes)
}

}

三. TCP 服务端

启动 TCP 服务的方法

fun execute() {
boss = NioEventLoopGroup()
worker = NioEventLoopGroup()
val bootstrap = ServerBootstrap()
bootstrap.group(boss, worker).channel(NioServerSocketChannel::class.java)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
.childOption(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
.childHandler(object : ChannelInitializer() {

@Throws(Exception::class)
override fun initChannel(nioSocketChannel: NioSocketChannel) {

val pipeline = nioSocketChannel.pipeline()
pipeline.addLast(ServerIdleHandler())
pipeline.addLast(MagicNumValidator())
pipeline.addLast(PacketCodecHandler)
pipeline.addLast(HeartBeatHandler)
pipeline.addLast(ResponseHandler)
}
})

val future: ChannelFuture = bootstrap.bind(TCP_PORT)

future.addListener(object : ChannelFutureListener {

@Throws(Exception::class)
override fun operationComplete(channelFuture: ChannelFuture) {
if (channelFuture.isSuccess) {
logInfo(logger, “TCP Server is starting…”)
} else {
logError(logger,channelFuture.cause(),“TCP Server failed”)
}
}
})
}

其中，ServerIdleHandler： 表示 5 分钟内没有收到心跳，则断开连接。

class ServerIdleHandler : IdleStateHandler(0, 0, HERT_BEAT_TIME) {

private val logger: Logger = LoggerFactory.getLogger(ServerIdleHandler::class.java)

@Throws(Exception::class)
override fun channelIdle(ctx: ChannelHandlerContext, evt: IdleStateEvent) {
logInfo(logger) {
ctx.channel().close()
“$HERT_BEAT_TIME 秒内没有收到心跳，则断开连接”
}
}

companion object {

private const val HERT_BEAT_TIME = 300
}
}

MagicNumValidator：用于 TCP 报文的魔数校验。

class MagicNumValidator : LengthFieldBasedFrameDecoder(Int.MAX_VALUE, LENGTH_FIELD_OFFSET, LENGTH_FIELD_LENGTH) {

private val logger: Logger = LoggerFactory.getLogger(this.javaClass)

@Throws(Exception::class)
override fun decode(ctx: ChannelHandlerContext, in: ByteBuf): Any? {

if (in.getInt(in.readerIndex()) !== MAGIC_NUMBER) { // 魔数校验不通过，则关闭连接
logInfo(logger,“魔数校验失败”)
ctx.channel().close()
return null
}

return super.decode(ctx, in)
}

companion object {
private const val LENGTH_FIELD_OFFSET = 7
private const val LENGTH_FIELD_LENGTH = 4
}
}

PacketCodecHandler: 解析报文的 Handler。

PacketCodecHandler 继承自 ByteToMessageCodec ，它是用来处理 byte-to-message 和message-to-byte，便于解码字节消息成 POJO 或编码 POJO 消息成字节。

@ChannelHandler.Sharable

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