1. 概述
Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架,用于快速开发可维护、高性能的网络服务器和客户端
异步:因为使用的多线程技术
基于事件驱动:多路复用技术
2. 开发一个简单的服务器端和客户端
加入依赖
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.39.Final</version>
</dependency>
服务器端
new ServerBootstrap()
// 创建 NioEventLoopGroup,可以简单理解为 线程池 + Selector
.group(new NioEventLoopGroup())
// 选择服务 Scoket 实现类,其中 NioServerSocketChannel 表示基于 NIO 的服务器端实现
.channel(NioServerSocketChannel.class)
// ChannelInitializer 处理器(仅执行一次),它的作用是待客户端 SocketChannel 建立连接后,执行 initChannel 以便添加更多的处理器
.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
// SocketChannel 的处理器,解码 ByteBuf => String
ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
// SocketChannel 的业务处理器,使用上一个处理器的处理结果
ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
System.out.println(msg);
}
});
}
})
// ServerSocketChannel 绑定的监听端口
.bind(8080);
客户端
new Bootstrap()
// 创建 NioEventLoopGroup,同 Server
.group(new NioEventLoopGroup())
// 选择客户 Socket 实现类,NioSocketChannel 表示基于 NIO 的客户端实现
.channel(NioSocketChannel.class)
// 添加 SocketChannel 的处理器,ChannelInitializer 处理器(仅执行一次),它的作用是待客户端 SocketChannel 建立连接后,执行 initChannel 以便添加更多的处理器
.handler(new ChannelInitializer<Channel>() {
@Override
protected void initChannel(Channel ch) {
// 消息会经过通道 handler 处理,这里是将 String => ByteBuf 发出
ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
}
})
// 指定要连接的服务器和端
.connect("127.0.0.1", 8080)
// Netty 中很多方法都是异步的,如 connect,这时需要使用 sync 方法等待 connect 建立连接完毕
.sync()
// 获取 channel 对象,它即为通道抽象,可以进行数据读写操作
.channel()
// 写入消息并清空缓冲区
.writeAndFlush(new Date() + ": hello world!");
3. 流程梳理
💡 提示
一开始需要树立正确的观念
- 把 channel 理解为数据的通道
- 把 msg 理解为流动的数据,最开始输入是 ByteBuf,但经过 pipeline(流水线) 的加工,会变成其它类型对象,最后输出又变成 ByteBuf
- 把 handler 理解为数据的处理工序
- 工序有多道,合在一起就是 pipeline,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)
- handler 分 Inbound 和 Outbound 两类
- 把 eventLoop 理解为处理数据的工人
- 工人可以管理多个 channel 的 io 操作,并且一旦工人负责了某个 channel,就要负责到底(绑定)
- 工人既可以执行 io 操作,也可以进行任务处理,每位工人有任务队列,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
- 工人按照 pipeline 顺序,依次按照 handler 的规划(代码)处理数据,可以为每道工序指定不同的工人
4. 组件
Channel
- Channel是 Java NIO 的一个基本构造。可以看作是传入或传出数据的载体。因此,它可以被打开或关闭,连接或者断开连接。
EventLoop 与 EventLoopGroup
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EventLoop 定义了Netty的核心抽象,用来处理连接的生命周期中所发生的事件,在内部,将会为每个Channel分配一个EventLoop。
-
EventLoopGroup 是一个 EventLoop 池,包含很多的 EventLoop。
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Netty 为每个 Channel 分配了一个 EventLoop,用于处理用户连接请求、对用户请求的处理等所有事件。EventLoop 本身只是一个线程驱动,在其生命周期内只会绑定一个线程,让该线程处理一个 Channel 的所有 IO 事件。
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一个 Channel 一旦与一个 EventLoop 相绑定,那么在 Channel 的整个生命周期内是不能改变的。一个 EventLoop 可以与多个 Channel 绑定。即 Channel 与 EventLoop 的关系是 n:1,而 EventLoop 与线程的关系是 1:1。
ServerBootstrap 与 Bootstrap
-
Bootstarp 和 ServerBootstrap 被称为引导类,指对应用程序进行配置,并使他运行起来的过程。Netty处理引导的方式是使你的应用程序和网络层相隔离。
-
Bootstrap 是客户端的引导类,Bootstrap 在调用 bind()(连接UDP)和 connect()(连接TCP)方法时,会新创建一个 Channel,仅创建一个单独的、没有父 Channel 的 Channel 来实现所有的网络交换。
-
ServerBootstrap 是服务端的引导类,ServerBootstarp 在调用 bind() 方法时会创建一个 ServerChannel 来接受来自客户端的连接,并且该 ServerChannel 管理了多个子 Channel 用于同客户端之间的通信。
ChannelHandler 与 ChannelPipeline
- ChannelHandler 是对 Channel 中数据的处理器,这些处理器可以是系统本身定义好的编解码器,也可以是用户自定义的。这些处理器会被统一添加到一个 ChannelPipeline 的对象中,然后按照添加的顺序对 Channel 中的数据进行依次处理。
ChannelFuture
- Netty 中所有的 I/O 操作都是异步的,即操作不会立即得到返回结果,所以 Netty 中定义了一个 ChannelFuture 对象作为这个异步操作的“代言人”,表示异步操作本身。如果想获取到该异步操作的返回值,可以通过该异步操作对象的addListener() 方法为该异步操作添加监 NIO 网络编程框架 Netty 听器,为其注册回调:当结果出来后马上调用执行。
- Netty 的异步编程模型都是建立在 Future 与回调概念之上的。