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ktucp-netty

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KTUCP实现：以KCP为应用层，TCP/UDP为多通道协议层

KCP是一个基于udp的快速可靠协议(udp)，能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价，换取平均延迟降低 30%-40%，且最大延迟降低三倍的传输效果。

基于原作者的开源项目的修改：https://github.com/l42111996/java-Kcp.git

原项目：

通信架构

应用层 <--> UDP <--> KCP

实现功能

  • java版kcp基本实现
  • 优化kcp的flush策略
  • 基于事件驱动，利用多核性能
  • 支持配置多种kcp参数
  • 支持配置conv或address(ip+port)确定唯一连接
  • 支持fec（降低延迟）
  • 支持crc32校验

基于原项目的新增和优化：

通信架构

 应用层
  ┌┴┐          
UDP TCP  ...(N个网络)
  └┬┘
  KCP

优化和新增

  • 支持配置多个TCP/UDP底层网络服务
  • 支持TCP和UDP通道切换
  • 支持自定义配置底层网络的Netty参数
  • 支持添加底层网络的自定义Handler
  • 支持自定义编解码
  • 支持切换KCP下层的网络
  • 支持强制使用某一个网络发送数据
  • 支持使用自定义时间服务（可以不用System.currentTimeMillis方法而使用自己系统的缓存时间系统）

为什么要使用多网络

根据原作者对KCP的使用建议 实际使用中，最好是通过TCP和UDP结合的方式使用：

  1. 中国网络情况特殊，可能出现UDP包被防火墙拦下
  2. TCP网络在使用LB的情况下，两端中的一端可能出现感知不到对方断开的情况
  3. 可通过TCP的可靠连接作为备用线路，UDP不通的情况下可使用备用TCP

结合以上需求，这套开源库的目的就是整合TCP和UDP网络到同一套KCP机制中，甚至可以支持启动多TCP多UDP服务。 并且最大程度的开放底层Netty配置权限，用户可根据自己的需求定制化自己的网络框架

欢迎大家使用，有任何bug以及优化需求，欢迎提issue讨论

Java Doc

https://hjcenry.com/ktucp/doc/

快速开始

maven地址

<dependency>
    <groupId>io.github.hjcenry</groupId>
    <artifactId>ktucp-net</artifactId>
    <version>1.2</version>
</dependency>

服务端

1. 创建ChannelConfig

ChannelConfig channelConfig = new ChannelConfig();
channelConfig.nodelay(true, 40, 2, true);
channelConfig.setSndWnd(512);
channelConfig.setRcvWnd(512);
channelConfig.setMtu(512);
channelConfig.setTimeoutMillis(10000);
channelConfig.setUseConvChannel(true);
// 这里可以配置大部分的参数
// ...

2. 创建KtucpListener监听网络事件

KtucpListener ktucpListener = new KtucpListener() {
    @Override
    public void onConnected(int netId, Uktucp uktucp) {
        System.out.println("onConnected:" + uktucp);
    }

    @Override
    public void handleReceive(Object object, Uktucp uktucp) throws Exception {
        System.out.println("handleReceive:" + uktucp);
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) object;
        // TODO read byteBuf
    }

    @Override
    public void handleException(Throwable ex, Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleException:" + uktucp);
        ex.printStackTrace();
    }

    @Override
    public void handleClose(Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleClose:" + uktucp);
        System.out.println("snmp:" + uktucp.getSnmp());
    }

    @Override
    public void handleIdleTimeout(Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleIdleTimeout:" + uktucp);
    }
};

3. 创建并启动KtucpServer

KtucpServer ktucpServer = new KtucpServer();
// 默认启动一个UDP端口
ktucpServer.init(ktucpListener, channelConfig, 8888);

4. 观察日志

[main] INFO com.hjcenry.log.KtucpLog - KtucpServer Start :
===========================================================
TcpNetServer{bindPort=8888, bossGroup.num=1, ioGroup.num=8}
UdpNetServer{bindPort=8888, bossGroup.num=8, ioGroup.num=0}
===========================================================

客户端

1. 创建ChannelConfig

ChannelConfig channelConfig = new ChannelConfig();
// 客户端比服务端多一个设置convId
channelConfig.setConv(1);
channelConfig.nodelay(true, 40, 2, true);
channelConfig.setSndWnd(512);
channelConfig.setRcvWnd(512);
channelConfig.setMtu(512);
channelConfig.setTimeoutMillis(10000);
channelConfig.setUseConvChannel(true);
// 这里可以配置大部分的参数
// ...

2. 创建KtucpListener监听网络事件

KtucpListener ktucpListener = new KtucpListener() {
    @Override
    public void onConnected(int netId, Uktucp uktucp) {
        System.out.println("onConnected:" + uktucp);
    }

    @Override
    public void handleReceive(Object object, Uktucp uktucp) throws Exception {
        System.out.println("handleReceive:" + uktucp);
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) object;
        // TODO read byteBuf
    }

    @Override
    public void handleException(Throwable ex, Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleException:" + uktucp);
        ex.printStackTrace();
    }

    @Override
    public void handleClose(Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleClose:" + uktucp);
        System.out.println("snmp:" + uktucp.getSnmp());
    }

    @Override
    public void handleIdleTimeout(Uktucp uktucp) {
        System.out.println("handleIdleTimeout:" + uktucp);
    }
};

3. 创建并启动KtucpClient

// 默认启动一个UDP端口
KtucpClient ktucpClient = new KtucpClient();
ktucpClient.init(ktucpListener, channelConfig, new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8888));

4. 观察日志

[main] INFO com.hjcenry.log.KtucpLog - KtucpClient Connect :
===========================================================
TcpNetClient{connect= local:null -> remote:/127.0.0.1:8888, ioGroup.num=8}
UdpNetClient{connect= local:null -> remote:/127.0.0.1:8888, ioGroup.num=0}
===========================================================

以上是简单的示例，可快速启动ktucp服务和客户端。关于多网络的详细使用方法，可参考下面的例子3和4

使用注意

  • 客户端实现：该框架仅实现了Java版本，其他版本的客户端需要根据此通信架构进行实现（单纯使用UDP通道的话，也是能和原版KCP兼容的）
  • convId的唯一性：因不能校验udp的address或tcp的channel，只能依靠convId获取唯一Uktucp对象
  • convId的有效性校验：需要判断convId的来源，防止伪造。因convId从消息包读取，框架底层对TCP连接的消息包做了Channel唯一性判断处理，但UDP暂时没有好的判断方法。如果有安全性需求，应用层需要自己做一个防伪检测，比如服务端给客户端分配一个token，客户端在每个消息包头把token带过来，服务端对每个包头的token做一个校验
  • 处理好多网络连接管理：因底层配置较为开放，默认为KCP超时即断开所有连接，如有其他配置，请注意连接释放时机

使用方法以及例子

  1. server端示例
  2. client端实例
  3. 多网络server端示例
  4. 多网络client端实例
  5. 最佳实践
  6. 大量资料
  7. C#兼容版服务端
  8. C#客户端
  9. 兼容kcp-go

相关资料

  1. https://github.com/skywind3000/kcp 原版c版本的kcp
  2. https://github.com/xtaci/kcp-go go版本kcp,有大量优化
  3. https://github.com/Backblaze/JavaReedSolomon java版本fec
  4. https://github.com/LMAX-Exchange/disruptor 高性能的线程间消息传递库
  5. https://github.com/JCTools/JCTools 高性能并发库
  6. https://github.com/szhnet/kcp-netty java版本的一个kcp
  7. https://github.com/l42111996/csharp-kcp 基于dotNetty的c#版本kcp,完美兼容
  8. https://github.com/l42111996/java-Kcp.git 此开源库的原版本

交流

  • 微信:hjcenry