我用 Netty TCP 搭建物联网云平台，并对接车辆电池信息解析

从 0 到 1：我用 Netty TCP 搭建物联网云平台，并对接车辆电池信息解析

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目录

1. [背景：为什么不是 MQTT，而是 Netty TCP](#背景：为什么不是 MQTT，而是 Netty TCP)
2. [工程骨架：一条 JVM 里跑 HTTP 和 TCP](#工程骨架：一条 JVM 里跑 HTTP 和 TCP)
3. [协议设计：8 段帧、命令字、应答规则](#协议设计：8 段帧、命令字、应答规则)
4. CRC16：联调时最容易扯皮的一层
5. [Netty 接入层：Pipeline、线程、背压](#Netty 接入层：Pipeline、线程、背压)
6. [上行全链路：从字节到 MySQL](#上行全链路：从字节到 MySQL)
7. [车辆电池信息 0x53：字段表与业务串联](#车辆电池信息 0x53：字段表与业务串联)
8. [养护过程 0x55 / 详情 0x54：订单号维度的数据关联](#养护过程 0x55 / 详情 0x54：订单号维度的数据关联)
9. [下行指令：HTTP 如何打到 TCP Channel](#下行指令：HTTP 如何打到 TCP Channel)
10. [多副本 K8s：连接在 A Pod，请求在 B Pod](#多副本 K8s：连接在 A Pod，请求在 B Pod)
11. 协议日志与排障手册
12. 本地运行与配置清单
13. 我踩过的坑与建议的实施顺序
14. 后续演进方向

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1. 背景：为什么不是 MQTT，而是 Netty TCP

我这套平台服务的场景是：充电桩/养护终端 通过运营商或厂商给定的 私有二进制协议 长连接上报数据。平台要解析 车辆 VIN、电池标称参数、养护过程 SOC、电芯温度 等，管理端（独立前端仓库 evc-web）再通过 HTTP 做设备运维、检测订单、下发「开启/结束养护」「固件升级」。

在立项时我评估过几条路：

方案	优点	我为什么没选（或没在第一版选）
MQTT + 自建 Broker	生态成熟、订阅模型清晰	终端固件已按 TCP 私有帧实现，改传输层成本高
独立网关服务 + HTTP 内网	接入与业务解耦	第一版团队规模小，多一个进程多一份部署和联调链路
Spring Boot 内嵌 Netty	与 MyBatis/事务/权限同进程	资源隔离弱，但用线程模型 + 队列可以压住

最终选型：在 evc-server 模块里启动 Netty TCP Server（默认 9000） ，与 Spring MVC（管理端 API）共用数据源和事务。设备走 TCP；人和运营系统走 HTTP。这不是「理论上最优」，而是 交付速度、排障路径、事务一致性 三者平衡后的结果。

如果你也在做类似项目，可以把我这篇当成一条可复制的路线：

协议先钉死 → Netty 只做 I/O → 业务异步化 → 多副本用 Redis 回答「连接在哪台机器上」。

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2. 工程骨架：一条 JVM 里跑 HTTP 和 TCP

2.1 模块划分

后端是 Java 21 + Spring Boot 3.5 多模块 Maven 工程：

模块	职责
evc-dependencies	BOM，集中第三方版本
evc-framework	自研 Starter：Web、Security、MyBatis、Redis、定时任务、租户等
evc-infra	基础设施：定时任务运维、接口文档、代码生成
evc-system	用户、部门、角色菜单、字典、租户
evc-server	可运行应用：HTTP + Netty TCP + 业务域（设备、订单、电池等）

依赖关系（简化）：

evc-dependencies → evc-framework → evc-infra → evc-system → evc-server

设备相关代码集中在：

evc-server/src/main/java/com/usteu/evc/server/battery/
├── common/          # CRC、BCD、设备号转换、协议常量
├── netty/
│   ├── server/      # NettyTcpServer、配置
│   ├── codec/       # ProtocolDecoder / ProtocolEncoder
│   ├── handler/     # ConnectHandler、BusinessHandler
│   ├── channel/     # ChannelManager
│   ├── ingest/      # 有界队列 + ProtocolInboundProcessor
│   ├── cluster/     # Redis 归属 + 下行 Pub/Sub
│   ├── model/       # ProtocolMessage、*Req、*Resp
│   └── log/         # 协议报文落库
└── (业务 Service 在 server.service 包)

2.2 运行时架构图

#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 p{margin:0;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster-label span p{background-color:transparent;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .label text,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node rect,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node circle,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node ellipse,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node polygon,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .rough-node .label text,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node .label text,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .image-shape .label,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .icon-shape .label{text-anchor:middle;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node .katex path{fill:#000;stroke:#000;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .rough-node .label,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node .label,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .image-shape .label,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .icon-shape .label{text-align:center;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .root .anchor path{fill:#333333!important;stroke-width:0;stroke:#333333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edgeLabel{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edgeLabel p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .labelBkg{background-color:rgba(232, 232, 232, 0.5);}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .flowchartTitleText{text-anchor:middle;font-size:18px;fill:#333;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 rect.text{fill:none;stroke-width:0;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .icon-shape,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .image-shape{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);text-align:center;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .icon-shape p,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .image-shape p{background-color:rgba(232,232,232, 0.8);padding:2px;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .icon-shape .label rect,#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .image-shape .label rect{opacity:0.5;background-color:rgba(232,232,232, 0.8);fill:rgba(232,232,232, 0.8);}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .label-icon{display:inline-block;height:1em;overflow:visible;vertical-align:-0.125em;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 .node .label-icon path{fill:currentColor;stroke:revert;stroke-width:revert;}#mermaid-svg-FFgMrj0WNGPaMm22 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 存储
evc-server Pod
终端侧
长连接 私有协议
充电桩 / 养护终端
Netty TCP :9000
Spring MVC :8088
InboundMessageIngestService
ProtocolInboundProcessor
UploadDataProcessServiceImpl
MaintainDownlinkLocalExecutor
MySQL
Redis
evc-web 管理端

读代码的入口建议：

1. NettyTcpServer.java --- Pipeline 怎么搭
2. ProtocolDecoder.java --- 粘包/CRC
3. BusinessHandler.java --- 线程切换与入队
4. ProtocolInboundProcessor.java --- 命令字分发与应答
5. UploadDataProcessServiceImpl.java --- 业务落库

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3. 协议设计：8 段帧、命令字、应答规则

和硬件同事对齐后，我把协议常量收口在 ProtocolConstants，避免魔法数字散落。

3.1 标准帧结构（8 段）

序号	字段	长度	说明
1	固定头	2B	0xA27C
2	长度	2B	从「版本」到 CRC（含 CRC） 的字节数
3	版本	1B	当前 0x07
4	电桩 ID	4B	大端 Int，帧头逻辑桩号
5	序号	1B	请求/应答配对，下行由服务端递增
6	命令字	1B	业务类型
7	数据域	N	与命令字相关
8	CRC16	2B	大端，覆盖「固定头」到「数据域末尾」

总帧长 = 4（固定头 + 长度字段本身）+ length字段值。

解码器里最小帧长注释写得很清楚：

固定头2 + 长度2 + 版本1 + 电桩ID4 + 序号1 + 命令字1 + CRC2 = 13 字节（数据域可为 0）

3.2 命令字总表

上行（终端 → 服务端）

命令字	含义	数据域实体类	服务端应答
0x50	重连上报设备信息	ReconnectInfoReq	0xF0（结果 + 服务器时间 BCD）
0x51	心跳	HeartbeatReq（标签 0xAA）	0xF1（结果 + 对时）
0x52	状态包（枪状态）	StatusPacketReq	0xF2（仅结果）
0x53	车辆与电池信息	BatteryInfoReq	0xF3（仅结果）
0x54	养护详情	MaintainDetailReq	0xF4
0x55	养护过程数据	MaintainProcessReq（固定 36 字节）	0xF5

下行（服务端 → 终端）

命令字	含义	终端应答
0x40	开启养护	0xE0
0x41	结束养护	0xE1
0x42	升级（FTP 参数）	0xE2

执行结果码：0x00 成功，0x01 失败。

3.3 设备号与枪号的两套编号

联调早期我吃过编号混乱的亏，后来在 ProtocolDeviceIdUtil 里写死规则：

• 帧头 pileId ：4 字节大端 Int，与业务表 evc_device.device_no 十进制字符串互转（当前实现是 String.valueOf(pileId)）。
• 0x50 数据域桩号 ：4 字节按 HEX 展开后再转十进制业务设备号（hexDeviceNoToBusinessDeviceNo）。
• 枪 ：数据域里是完整枪编号（Int），对应 evc_device_gun.gun_no，不要用「枪序号」冒充业务枪号。

状态包 0x52 更新枪状态时，我是 先 pileId → deviceNo → 再按 gunId 查枪表，避免更新错行。

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4. CRC16：联调时最容易扯皮的一层

CRC16Util 的实现要点：

• 算法：CRC16/MODBUS （多项式 0xA001，初值 0xFFFF）。
• 密钥拼接 ：CRC( crcKey + 报文数据 )，密钥来自配置 netty.protocol.crc-key（十六进制字符串，启动时解析为字节数组）。
• 校验范围：从 固定头 到 数据域末尾（不含 CRC 两字节）。
• 字节序：CRC 结果 高字节在前（大端）。

解码器里我用 getBytes 窥视 校验，通过后再移动 readerIndex 顺序读字段------避免读指针乱跑导致 CRC 算错。

排障顺序 （代码注释里也写了）：先看长度 → 固定头 → CRC。CRC 失败时我会关连接并把 原始帧 HEX 记入 evc_protocol_message_log，和嵌入式同事对表时极省时间。

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5. Netty 接入层：Pipeline、线程、背压

5.1 Pipeline 顺序（不可乱）

NettyTcpServer 在 @PostConstruct 启动，每个 SocketChannel 的 Pipeline：

ProtocolDecoder → ProtocolEncoder → ConnectHandler → BusinessHandler

组件	类型	职责
ProtocolDecoder	LengthFieldBasedFrameDecoder 子类	粘包/拆包、固定头、长度、CRC、转 ProtocolMessage
ProtocolEncoder	MessageToByteEncoder	ProtocolMessage → 字节流，回填长度、算 CRC、打出站 HEX 日志
ConnectHandler	ChannelInboundHandlerAdapter	连接建立/断开、异常；断开时清理 Channel 与 Redis 归属
BusinessHandler	SimpleChannelInboundHandler	CRC 复核、注册连接、入队异步处理

5.2 粘包：LengthFieldBasedFrameDecoder 参数

// 长度字段在偏移 2，长度 2 字节；总帧长 = 4 + length
super(MAX_FRAME_LENGTH, 2, 2, 0, 0);
MAX_FRAME_LENGTH = 1024;

超过 1024 的帧直接拒掉，防止恶意或异常终端撑爆内存。

5.3 三层线程模型（这套设计的核心）

很多人写 Netty 业务时直接在 channelRead 里调 MyBatis，连接一多 EventLoop 就被 JDBC 卡死。我拆了三层：
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Layer 2: businessExecutorGroup
Layer 1: Netty Worker
编解码 + socket 读写
BusinessHandler.channelRead0
ArrayBlockingQueue 5000
50 个 consumer
ProtocolInboundProcessor

层级	配置项	默认值	做什么
Boss/Worker	boss-threads / worker-threads	2 / 8	只做网络 I/O
业务 Executor	business-threads	32	每 Channel 绑定一个 executor，channelRead 里 execute 后再处理
入站消费	ingest-queue-capacity / ingest-consumer-threads	5000 / 50	JDBC、应答组包、协议日志

背压 ：InboundMessageIngestService.offer() 队列满返回 false，BusinessHandler 直接 ctx.close()。我的逻辑是：DB 或消费线程跟不上时，宁可让终端重连，也不要在内存里无限堆报文。

出站协议日志也单独做了有界队列（outbound-log-queue-capacity），ProtocolEncoder 里 offer 失败只打 warn，不阻塞写 socket。

5.4 连接管理：ChannelManager

本机内存维护双向映射：

• pileId → Channel
• Channel → pileId
• pileId → AtomicInteger 序号（0~255 循环）

首次收到某桩合法报文时 registerChannel；ConnectHandler.channelInactive 时 removeChannel 并 pileOwnershipService.unregister。

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6. 上行全链路：从字节到 MySQL

用 0x53 车辆电池信息 走一遍完整路径，其它命令字同理。

6.1 时序图

MySQL UploadDataProcessService ProtocolInboundProcessor IngestQueue BusinessHandler ProtocolDecoder 终端 MySQL UploadDataProcessService ProtocolInboundProcessor IngestQueue BusinessHandler ProtocolDecoder 终端 #mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE p{margin:0;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .labelText,#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .loopText,#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .noteText,#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE .actor-man circle,#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-slpcloMKntlPyQrE :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} TCP 字节流 拆帧 + CRC ProtocolMessage 注册 Channel + Redis touch offer(work) process(msg, channel) saveInboundAndBind 日志 processBatteryInfo insert vehicle_battery_info update check_order writeAndFlush 0xF3 应答

6.2 ProtocolInboundProcessor：命令分发中枢

所有上行在 switch (commandCode) 里路由，应答组包集中在 sendResponse，避免每个 Service 自己拼帧：

• 继承请求的 pileId、serialNo
• 设置应答命令字（如 0xF3）
• 数据域：多数仅 1 字节结果；0xF0/0xF1 额外带 6 字节 BCD 服务器时间

解析失败（IllegalArgumentException）会 markCurrentInboundParseFailed，并对需要应答的命令回 失败结果码。

6.3 协议实体：先 parse 再落库

每个 *Req 类提供 static Xxx parse(byte[] data)：

• 入口先校验 data.length，不足直接抛异常，禁止 silent 越界读
• 偏移用局部变量 offset += n 递增，和协议 PDF 一行一行对齐

ProtocolMessage 还提供 isCrcValid() 二次校验（Handler 里会再打一道），与 Decoder 里 CRC 形成双保险。

---

7. 车辆电池信息 0x53：字段表与业务串联

7.1 数据域字节布局（至少 51 字节）

偏移	长度	字段	编码	说明
0	6	上报时间	BCD	BCDCodecUtil.bcdToLocalDateTime
6	4	枪 ID	大端 Int	完整枪编号
10	10	养护订单号	ASCII	右补空格或定长
20	17	车辆 VIN	ASCII	17 位
37	4	公里数	大端 Int
41	1	历史快充占比	Byte	单位 %
42	1	电池类型	Byte	枚举由业务字典解释
43	2	标称电压	Short	分辨率 0.1 V
45	2	电池容量	Short	分辨率 0.1 Ah
47	2	额定总能量	Short	分辨率 0.1 kWh
49	2	预估循环次数	Short

解析代码见 BatteryInfoReq.parse。

7.2 落库表 evc_vehicle_battery_info

实体 VehicleBatteryInfo 字段与协议一一对应，并增加：

• device_no：由 ProtocolDeviceIdUtil.pileIdToDeviceNo(msg.getPileId()) 转换
• create_time：服务端写入时间

7.3 与检测订单、用户车辆的联动

processBatteryInfo 里除了 insert 电池表，还会：

1. findOrCreateCheckOrder(orderNo, deviceNo, gunId) --- 保证订单主表存在
2. 回填 vin_no、mileage
3. 按 VIN 查 evc_user_vehicle，若有则补 手机号、车型

这样管理端查订单时，不必等 0x54 才看到 VIN。

7.4 应答

成功处理后 ProtocolInboundProcessor 发送 0xF3 ，数据域 1 字节：0x00。终端以此确认平台已收妥；若解析失败则 0x01。

---

8. 养护过程 0x55 / 详情 0x54：订单号维度的数据关联

8.1 为什么 0x55 要回查 0x53

协议设计上 0x55 养护过程数据不带 VIN（数据域固定 36 字节，主要是 SOC、充入电量、电芯温度、枪端电压电流等）。平台侧规则：

按 订单号 查询 0x53 最新一条 VehicleBatteryInfo，回填 VIN 再 insert maintain_process_data。

0x54 养护详情同理。这是和协议方一起定的：终端省带宽，平台用订单号串会话。

8.2 0x55 数据域摘要（36 字节）

包含：上报时间(BCD)、枪 ID、订单号(ASCII)、养护前/中 SOC、充入电量、充电模式、电芯温差/最高最低温度及编号、枪电压(0.1V)、枪电流(0.01A)、输出功率(0.01kW) 等。详见 MaintainProcessReq。

8.3 其它上行命令的业务含义（简表）

命令	业务动作
0x50	更新 evc_device 在线状态、软硬件版本、SIM
0x51	维护 heartbeat_log 最后心跳时间
0x52	更新 evc_device_gun.gun_status（空闲/插枪/充电/故障）

---

9. 下行指令：HTTP 如何打到 TCP Channel

管理端点「开启养护」→ Controller → Service → 需要 往终端写 0x40 并 同步等 0xE0。

9.1 MaintainDownlinkLocalExecutor 流程

1. channelManager.isPileOnline(pileId) --- 本机是否有活跃 Channel
2. 组装 ProtocolMessage：CMD_MAINTAIN_START + MaintainStartReq.toBytes()
3. getNextSerialNo(pileId) 生成序号
4. MAINTAIN_START_RESP_MAP.put(pileId + "_" + serialNo, CompletableFuture)
5. channel.writeAndFlush(msg).sync()
6. future.get(timeout) --- 默认 netty.tcp.timeout=10 秒
7. UploadDataProcessServiceImpl.processMaintainStartResp 收到 0xE0 时 complete Future

结束养护 0x41、升级 0x42 同理，对应 0xE1、0xE2。

9.2 编码器如何组帧

ProtocolEncoder：

1. 写固定头 → 占位长度 → 版本/桩ID/序号/命令字/数据域
2. 回填长度（版本到 CRC 前）
3. 对当前 ByteBuf 全文算 CRC 追加
4. 打 INFO 级 完整下行 HEX（联调神器）
5. 协议日志异步入队

---

10. 多副本 K8s：连接在 A Pod，请求在 B Pod

10.1 问题定义

• TCP：终端被 LoadBalancer 分到某一 Pod，连接粘在该 Pod 的 ChannelManager 里。
• HTTP：Ingress 把管理端请求打到 任意 Pod。

若 HTTP 落在 Pod-B，而连接在 Pod-A，直接 getChannel 必然失败。

10.2 方案一：Redis 桩归属（带 TTL）

NettyPileOwnershipService.touch(pileId)：

KEY: battery:netty:pile-owner:{pileId}
VALUE: {instanceId}   # 如 Pod 名 metadata.name
TTL: 90s（可配置 ownership-ttl-seconds）

每次收到该桩上行报文刷新 TTL。HTTP 下发前先查 owner：

• 本机：走 MaintainDownlinkLocalExecutor
• 它机：NettyClusterDownlinkBridge.requestRemote*

断开连接时 Lua 脚本 仅当 value 等于本 instanceId 才 DEL，防止误删新连接归属。

单实例开发：NETTY_CLUSTER_ROUTING_ENABLED=false，不访问 Redis。

10.3 方案二：Redis Pub/Sub 下行桥

Pod-A Netty Redis Pub/Sub Pod-B HTTP Pod-A Netty Redis Pub/Sub Pod-B HTTP #mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 p{margin:0;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .labelText,#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .loopText,#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .noteText,#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 .actor-man circle,#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-rTp6WuazZJHPkvg2 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} PUBLISH battery:netty:downlink:{instanceA} JSON onCommandMessage MaintainDownlinkLocalExecutor PUBLISH battery:netty:downlink-ack complete CompletableFuture

RemoteDownlinkEnvelope 携带 correlationId、action（START/STOP/UPGRADE）、pileId、orderNo、FTP 参数等；ACK 频道 battery:netty:downlink-ack 把成功/失败带回发起方。

10.4 K8s 部署要点（仓库 script/k8s/）

Deployment（摘录）：

• replicas: 3
• 容器端口：8088（HTTP）、9000（Netty）
• NETTY_INSTANCE_ID ← metadata.name（每 Pod 唯一）
• NETTY_CLUSTER_ROUTING_ENABLED 来自 ConfigMap

Service：

• evc-http：ClusterIP，给 Ingress
• evc-netty：LoadBalancer，暴露 9000 给终端（公网/内网 VIP）

注意 ：Ingress 只配 HTTP；不要把二进制 TCP 硬塞 Ingress。终端接入走 Netty Service。

当前探针探的是 HTTP 端口------若 Netty 假死而 HTTP 仍响应，Pod 可能不会被重启。生产建议对 9000 做 TCP 探针或独立监控。

---

11. 协议日志与排障手册

EvcProtocolMessageLogService 统一处理：

场景	行为
上行入站	同步 insert + ThreadLocal 绑定日志 ID，业务结束后更新状态
出站下行	有界队列异步 insert，不阻塞 Encoder
解码失败	saveDecodeFailedInbound 存原始帧 HEX
下行失败	离线、超时、终端返回失败等独立事务记录

业务状态包括：已处理、失败、解析失败、未知命令字等。

11.1 我建议的排障顺序

1. Netty 是否监听 9000 --- 启动日志 Netty TCP服务启动成功
2. 终端是否建连 --- ConnectHandler 的 channelActive
3. 是否拆帧成功 --- 解码失败表是否有 HEX
4. CRC --- 密钥是否与终端一致（netty.protocol.crc-key）
5. 命令字是否命中 switch --- 收到上行报文，命令字 0x..
6. 业务是否抛 IllegalArgumentException --- 数据域长度/格式
7. 队列是否满 --- 入站队列已满，关闭连接
8. 多副本 --- Redis 里 owner 是否指向持有连接的 Pod

11.2 典型日志关键词

报文固定头错误
报文长度不匹配
报文CRC校验失败
入站队列已满
本实例电桩不在线
集群下行超时
开启养护等待应答超时

---

12. 本地运行与配置清单

12.1 环境

• JDK 21、Maven
• MySQL、Redis（集群路由开时需要）
• Profile：local（application.yaml 默认）

12.2 启动

mvn -pl evc-server -am spring-boot:run

主类：com.usteu.evc.server.EvcServerApplication

12.3 Netty 相关配置（application-local.yaml）

netty:
  protocol:
    crc-key: ${NETTY_PROTOCOL_CRC_KEY:8ECF1ABF}   # 与终端一致
  cluster:
    routing-enabled: ${NETTY_CLUSTER_ROUTING_ENABLED:false}
    instance-id: ${NETTY_INSTANCE_ID:${HOSTNAME:localhost}}
    ownership-ttl-seconds: 90
  tcp:
    port: 9000
    boss-threads: 2
    worker-threads: 8
    business-threads: 32
    ingest-queue-capacity: 5000
    ingest-consumer-threads: 50
    keep-alive: true
    timeout: 10

12.4 用 TCP 工具自测

可用 nc 或网络调试助手发送 HEX 帧（需自行按协议算 CRC）。更稳妥是写 JUnit 测 BatteryInfoReq.parse、CRC16Util.checkCRC，我仓库里已有 BCDCodecUtilTest、ReconnectInfoReqTest 等，改字段先跑测试再联真机。

---

13. 我踩过的坑与建议的实施顺序

13.1 坑

1. 在 Worker 线程里写 SQL --- 初期试过，压测时延迟尖刺明显；必须进 Ingest 或 business 线程池。
2. 长度字段含义理解反 --- 协议写的是「版本到 CRC」，不是「整帧」；算错会导致永远拆不出帧。
3. pileId 与 0x50 数据域桩号混用 --- 重连用 HEX 转十进制，其它命令用帧头 Int，文档要写清。
4. Connection reset 刷 ERROR --- K8s/LB 探测和终端断电都会触发，已降级 WARN。
5. CompletableFuture 泄漏 --- 下行必须用 finally 从 Map remove，超时也要 markDownlinkFailed。
6. 多副本忘配 instanceId --- 三个 Pod 如果都用 localhost，Redis 归属会互相覆盖。

13.2 推荐实施顺序（可照着做）

阶段	交付物
1	协议 PDF + 命令字/数据域表 + CRC 样例向量（与终端对齐）
2	纯 Java parse + CRC 单元测试，不碰 Netty
3	Netty 拆帧 + Decoder/Encoder + 打 HEX 日志
4	0x51 心跳 + 0x50 重连 + ChannelManager
5	Ingest 队列 + 0x53/0x55 落库 + 应答
6	0x40 下行 + Future 等应答 + HTTP 接口
7	Redis 归属 + Pub/Sub + K8s 三副本压测
8	协议日志表 + 监控告警

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14. 后续演进方向

• 在线状态机 ：心跳、重连、断连统一推导 evc_device.online_status，而不是只靠 Channel 是否存在。
• 入站优先级：队列满直接断连较粗暴，可按桩 ID 或命令字分队列。
• 协议日志归档：数据量大后冷热分离或按日分表。
• 连接规模上万：评估独立接入集群、或 MQTT 网关与 TCP 并存。
• 安全：TLS over TCP、设备证书、帧级鉴权（当前依赖 CRC + 私网）。

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结语

这套 EVC 平台对我而言，难点不在 Spring Boot CRUD，而在 二进制协议、长连接、多副本路由 叠在一起。Netty 负责把字节变成 ProtocolMessage；有界队列和业务线程池负责把 稳定性 握住；Redis 负责在 K8s 里回答「这根 TCP 线连在哪台机器上」。

车辆电池信息（0x53） 只是众多命令字中的一条，但它把 VIN、容量、循环次数和后续 0x55 养护过程 串成一条业务链------协议、解析、订单三处对齐，数据才闭环。

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