Netty基础(二)Netty入门和组件

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资料来源:黑马netty

一、Nett介绍

1. 定义

2. 优势

二、入门案例

1. 服务端

2. 客户端

3. 运行流程

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4. 组件解释

  • channel 可以理解为数据的通道
  • msg 理解为流动的数据,最开始输入是 ByteBuf,但经过 pipeline 中的各个 handler 加工,会变成其它类型对象,最后输出又变成 ByteBuf
  • handler 可以理解为数据的处理工序
    • 工序有多道,合在一起就是 pipeline(传递途径),pipeline 负责发布事件(读、读取完成…)传播给每个 handler, handler 对自己感兴趣的事件进行处理(重写了相应事件处理方法)
    • pipeline 中有多个 handler,处理时会依次调用其中的 handler
    • handler 分 Inbound 和 Outbound 两类
    • Inbound 入站
    • Outbound 出站
  • eventLoop 可以理解为处理数据的工人
    • eventLoop 可以管理多个 channel 的 io 操作,并且一旦 eventLoop 负责了某个 channel,就会将其与channel进行绑定,以后该 channel 中的 io 操作都由该 eventLoop 负责
    • eventLoop 既可以执行 io 操作,也可以进行任务处理,每个 eventLoop 有自己的任务队列,队列里可以堆放多个 channel 的待处理任务,任务分为普通任务、定时任务
    • eventLoop 按照 pipeline 顺序,依次按照 handler 的规划(代码)处理数据,可以为每个 handler 指定不同的 eventLoop

三、组件

1、EventLoop

事件循环对象 EventLoop

EventLoop 本质是一个单线程执行器(同时维护了一个 Selector),里面有 run 方法处理一个或多个 Channel 上源源不断的 io 事件

它的继承关系如下

  • 继承自 j.u.c.ScheduledExecutorService 因此包含了线程池中所有的方法

  • 继承自 netty 自己的 OrderedEventExecutor

    • 提供了 boolean inEventLoop(Thread thread) 方法判断一个线程是否属于此 EventLoop
    • 提供了 EventLoopGroup parent() 方法来看看自己属于哪个 EventLoopGroup

事件循环组 EventLoopGroup

EventLoopGroup 是一组 EventLoop,Channel 一般会调用 EventLoopGroup 的 register 方法来绑定其中一个 EventLoop,后续这个 Channel 上的 io 事件都由此 EventLoop 来处理(保证了 io 事件处理时的线程安全)

  • 继承自 netty 自己的 EventExecutorGroup
    • 实现了 Iterable 接口提供遍历 EventLoop 的能力
    • 另有 next 方法获取集合中下一个 EventLoop

处理普通与定时任务

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关闭 EventLoopGroup

优雅关闭 shutdownGracefully 方法。该方法会首先切换 EventLoopGroup 到关闭状态从而拒绝新的任务的加入,然后在任务队列的任务都处理完成后,停止线程的运行。从而确保整体应用是在正常有序的状态下退出的

处理IO任务

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分工

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增加自定义EventLoopGroup

当有的任务需要较长的时间处理时,可以使用非NioEventLoopGroup,避免同一个NioEventLoop中的其他Channel在较长的时间内都无法得到处理

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2、Channel

  • Channel 的常用方法

  • close() 可以用来关闭Channel

  • closeFuture() 用来处理 Channel 的关闭

    • sync 方法作用是同步等待 Channel 关闭
    • 而 addListener 方法是异步等待 Channel 关闭
  • pipeline() 方法用于添加处理器

  • write() 方法将数据写入

    • 因为缓冲机制,数据被写入到 Channel 中以后,不会立即被发送
    • 只有当缓冲满了或者调用了flush()方法后,才会将数据通过 Channel 发送出去
  • writeAndFlush() 方法将数据写入并立即发送(刷出)

ChannelFuture

image.png 如果我们去掉channelFuture.sync()方法,会服务器无法收到hello world

这是因为建立连接(connect)的过程是异步非阻塞的,若不通过sync()方法阻塞主线程,等待连接真正建立,这时通过 channelFuture.channel() 拿到的 Channel 对象,并不是真正与服务器建立好连接的 Channel,也就没法将信息正确的传输给服务器端

所以需要通过channelFuture.sync()方法,阻塞主线程,同步处理结果,等待连接真正建立好以后,再去获得 Channel 传递数据。使用该方法,获取 Channel 和发送数据的线程都是主线程

下面还有一种方法,用于异步获取建立连接后的 Channel 和发送数据,使得执行这些操作的线程是 NIO 线程(去执行connect操作的线程)

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处理关闭 image.png

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关闭channel

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3、Future和Promise

概念

netty 中的 Future 与 jdk 中的 Future 同名,但是是两个接口

netty 的 Future 继承自 jdk 的 Future,而 Promise 又对 netty Future 进行了扩展

  • jdk Future 只能同步等待任务结束(或成功、或失败)才能得到结果
  • netty Future 可以同步等待任务结束得到结果,也可以异步方式得到结果,但都是要等任务结束
  • netty Promise 不仅有 netty Future 的功能,而且脱离了任务独立存在,只作为两个线程间传递结果的容器
功能/名称****jdk Future****netty Future****Promise********
cancel取消任务-- 
isCanceled任务是否取消-- 
isDone任务是否完成,不能区分成功失败-- 
get获取任务结果,阻塞等待-- 
getNow-获取任务结果,非阻塞,还未产生结果时返回 null- 
await-等待任务结束,如果任务失败,不会抛异常,而是通过 isSuccess 判断- 
sync-等待任务结束,如果任务失败,抛出异常- 
isSuccess-判断任务是否成功- 
cause-获取失败信息,非阻塞,如果没有失败,返回null- 
addLinstener-添加回调,异步接收结果- 
setSuccess--设置成功结果 
setFailure--设置失败结果 

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4、Handler和Pipeline

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5、ByteBuf

创建

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 直接内存与堆内存

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池化与非池化

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组成

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写入

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扩容

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读取

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释放

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切片

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优势

  • 池化思想 - 可以重用池中 ByteBuf 实例,更节约内存,减少内存溢出的可能
  • 读写指针分离,不需要像 ByteBuffer 一样切换读写模式
  • 可以自动扩容
  • 支持链式调用,使用更流畅
  • 很多地方体现零拷贝,例如
  • slice、duplicate、CompositeByteBuf