在Android开发中，处理TCP/UDP通信时，粘包和丢包是常见的问题。粘包是指多个数据包被接收方一次性接收，导致数据包之间的界限不清晰；丢包则是指数据包在传输过程中丢失。为了处理这些问题，我们可以编写一个帮助类 PacketHelper，并提供不同的粘包处理策略。
功能概述
不处理粘包 ：直接返回原始数据。
特定字符开始和结束 ：通过指定的开始字符和结束字符标识数据包边界。
固定长度 ： 每个数据包的长度固定。
可变长度 ： 通过包头中的长度字段动态解析数据包长度。
从指定位置截取 ：支持从数据包的指定位置开始截取到指定位置结束。
适用场景
TCP/UDP 通信中的数据粘包与丢包处理。
自定义协议的解析与数据包拆分。
需要灵活支持多种粘包策略的场景。
核心类与接口
PacketHandler 接口：定义统一的粘包处理接口。
NoOpPacketHandler：不处理粘包。
DelimitedPacketHandler：支持不同的开始字符和结束字符。
RangePacketHandler：支持从指定位置截取数据。
FixedLengthPacketHandler：处理固定长度的数据包。
VariableLengthPacketHandler：处理可变长度的数据包。
PacketHelper：封装粘包处理逻辑，提供统一调用接口。
1. 定义接口
首先，定义一个统一的接口 PacketHandler，用于处理不同的粘包策略：
public interface PacketHandler {byte[] handlePacket(byte[] data);
}
2. 实现不同的粘包处理策略
2.1 不处理粘包
直接返回原始数据，不做任何处理：
public class NoOpPacketHandler implements PacketHandler {@Overridepublic byte[] handlePacket(byte[] data) {return data;}
}
2.2 支持不同的开始字符和结束字符
通过指定的开始字符和结束字符来标识数据包的边界：
public class DelimitedPacketHandler implements PacketHandler {private final byte[] startDelimiter; // 开始字符private final byte[] endDelimiter; // 结束字符public DelimitedPacketHandler(byte[] startDelimiter, byte[] endDelimiter) {this.startDelimiter = startDelimiter;this.endDelimiter = endDelimiter;}@Overridepublic byte[] handlePacket(byte[] data) {int startIndex = indexOf(data, startDelimiter);if (startIndex == -1) {return null; // 没有找到开始字符}int endIndex = indexOf(data, endDelimiter, startIndex + startDelimiter.length);if (endIndex == -1) {return null; // 没有找到结束字符}// 返回从开始字符到结束字符之间的数据return Arrays.copyOfRange(data, startIndex, endIndex + endDelimiter.length);}// 查找字节数组中指定模式的起始位置private int indexOf(byte[] data, byte[] pattern) {return indexOf(data, pattern, 0);}// 从指定位置开始查找字节数组中指定模式的起始位置private int indexOf(byte[] data, byte[] pattern, int fromIndex) {for (int i = fromIndex; i <= data.length - pattern.length; i++) {boolean match = true;for (int j = 0; j < pattern.length; j++) {if (data[i + j] != pattern[j]) {match = false;break;}}if (match) {return i;}}return -1;}
}
2.3 支持从指定位置到指定位置的截取
从数据包的指定位置开始截取，到指定位置结束
public class RangePacketHandler implements PacketHandler {private final int startIndex; // 开始位置private final int endIndex; // 结束位置public RangePacketHandler(int startIndex, int endIndex) {this.startIndex = startIndex;this.endIndex = endIndex;}@Overridepublic byte[] handlePacket(byte[] data) {if (data.length < endIndex) {return null; // 数据长度不足}return Arrays.copyOfRange(data, startIndex, endIndex);}
}
2.4 固定长度
每个数据包的长度是固定的：
public class FixedLengthPacketHandler implements PacketHandler {private final int packetLength;public FixedLengthPacketHandler(int packetLength) {this.packetLength = packetLength;}@Overridepublic byte[] handlePacket(byte[] data) {if (data.length >= packetLength) {return Arrays.copyOfRange(data, 0, packetLength);}return null;}
}
2.5 可变长度
数据包的长度是可变的，通过包头中的长度字段来确定：
public class VariableLengthPacketHandler implements PacketHandler {private final int lengthFieldOffset;private final int lengthFieldLength;public VariableLengthPacketHandler(int lengthFieldOffset, int lengthFieldLength) {this.lengthFieldOffset = lengthFieldOffset;this.lengthFieldLength = lengthFieldLength;}@Overridepublic byte[] handlePacket(byte[] data) {if (data.length >= lengthFieldOffset + lengthFieldLength) {int packetLength = parseLength(data, lengthFieldOffset, lengthFieldLength);if (data.length >= packetLength) {return Arrays.copyOfRange(data, 0, packetLength);}}return null;}private int parseLength(byte[] data, int offset, int length) {int result = 0;for (int i = 0; i < length; i++) {result = (result << 8) | (data[offset + i] & 0xFF);}return result;}
}
- 使用帮助类
PacketHelper 类用于封装粘包处理逻辑，提供统一的接口：
public class PacketHelper {private PacketHandler packetHandler;public PacketHelper(PacketHandler packetHandler) {this.packetHandler = packetHandler;}public byte[] processPacket(byte[] data) {return packetHandler.handlePacket(data);}
}
- 示例用法
以下是使用不同粘包处理策略的示例：
public class Main {public static void main(String[] args) {// 示例数据byte[] data = "STARTHelloWorldEND".getBytes();// 1. 使用不同的开始字符和结束字符PacketHelper helper1 = new PacketHelper(new DelimitedPacketHandler("START".getBytes(), "END".getBytes()));byte[] packet1 = helper1.processPacket(data);if (packet1 != null) {System.out.println(new String(packet1)); // 输出: STARTHelloWorldEND}// 2. 使用从指定位置到指定位置的截取PacketHelper helper2 = new PacketHelper(new RangePacketHandler(5, 10));byte[] packet2 = helper2.processPacket(data);if (packet2 != null) {System.out.println(new String(packet2)); // 输出: Hello}// 3. 使用固定长度PacketHelper helper3 = new PacketHelper(new FixedLengthPacketHandler(5));byte[] packet3 = helper3.processPacket(data);if (packet3 != null) {System.out.println(new String(packet3)); // 输出: START}// 4. 使用可变长度byte[] variableData = new byte[] {0x00, 0x05, 'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};PacketHelper helper4 = new PacketHelper(new VariableLengthPacketHandler(0, 2));byte[] packet4 = helper4.processPacket(variableData);if (packet4 != null) {System.out.println(new String(packet4)); // 输出: Hello}}
}
5. 总结
重新整理后的代码结构清晰，功能完善，支持以下粘包处理策略：
不处理粘包：直接返回原始数据。
**不同的开始字符和结束字符：**通过 DelimitedPacketHandler 实现。
从指定位置到指定位置的截取：通过 RangePacketHandler 实现。
固定长度：通过 FixedLengthPacketHandler 实现。
**可变长度：**通过 VariableLengthPacketHandler 实现。
用户可以根据实际需求选择合适的策略，并通过 PacketHelper 统一调用。
