netty的基本介紹

1、什麼是netty？爲何要用netty

　　netty是jboss提供的一個java開源框架，netty提供異步的、事件驅動的網絡應用程序框架和工具，用以快速開發高性能、高可用性的網絡服務器和客戶端程序。也就是說netty是一個基於nio的編程框架，使用netty能夠快速的開發出一個網絡應用。

　　因爲java 自帶的nio api使用起來很是複雜，而且還可能出現 Epoll Bug，這使得咱們使用原生的nio來進行網絡編程存在很大的難度且很是耗時。可是netty良好的設計可使開發人員快速高效的進行網絡應用開發。

 

2、netty的功能特性和架構思想

　　　　以下圖所示：netty的核心是支持零拷貝的bytebuf緩衝對象、通用通訊api和可擴展的事件模型；它支持多種傳輸服務而且支持HTTP、Protobuf、二進制、文本、WebSocket 等一系列常見協議，也支持自定義協議。

　　

　　netty的模型是基於reactor多線程模型，其中mainReactor用於接收客戶端請求並轉發給subReactor。SubReactor負責通道的讀寫請求，非 IO 請求（具體邏輯處理）的任務則會直接寫入隊列，等待 worker threads 進行處理。

　　　　

3、netty中的一些核心的概念

　　一、bootstrap、serverBootstrap：bootstrap的意思是引導，其主要做用是配置整個netty程序，將各個組件整合起來。serverBootstrap是服務器端的引導類。bootstrap用於鏈接遠程主機它有一個EventLoopGroup ；serverBootstrap用於監聽本地端口有兩個EventLoopGroup。

　　二、eventLoop：eventLoop維護了一個線程和任務隊列，支持異步提交執行任務。

　　三、eventLoopGroup：eventLoopGroup 主要是管理eventLoop的生命週期，能夠將其看做是一個線程池，其內部維護了一組eventLoop，每一個eventLoop對應處理多個Channel，而一個Channel只能對應一個eventLoop。

　　四、channelPipeLine：是一個包含channelHandler的list，用來設置channelHandler的執行順序。

　　五、Channel：Channel表明一個實體（如一個硬件設備、一個文件、一個網絡套接字或者一個可以執行一個或者多個不一樣的IO操做的程序組件）的開放連接，如讀操做和寫操做。

　　六、Futrue、ChannelFuture ：Future提供了另外一種在操做完成時通知應用程序的方式。這個對象能夠看做是一個異步操做結果的佔位符；它將在將來的某個時刻完成，並提供對其結果的訪問。netty的每個出站操做都會返回一個ChannelFuture。future上面能夠註冊一個監聽器，當對應的事件發生後會出發該監聽器。

　　七、ChannelInitializer：它是一個特殊的ChannelInboundHandler,當channel註冊到eventLoop上面時，對channel進行初始化

　　八、ChannelHandler：用來處理業務邏輯的代碼，ChannelHandler是一個父接口，ChannelnboundHandler和ChannelOutboundHandler都繼承了該接口，它們分別用來處理入站和出站。

　　九、ChannelHandlerContext:容許與其關聯的ChannelHandler與它相關聯的ChannlePipeline和其它ChannelHandler來進行交互。它能夠通知相同ChannelPipeline中的下一個ChannelHandler，也能夠對其所屬的ChannelPipeline進行動態修改。

 

4、netty中經常使用的自帶解碼器和編碼器（編解碼器名字對應的只列舉一個）

　　DelimiterBasedFrameDecoder ：分隔符解碼器，以設定的符號做爲消息的結束解決粘包問題

　　FixedLengthFrameDecoder　：定長解碼器，做用於定長的消息

　　LineBasedFrameDecoder　　：按照每一行進行分割，也就是特殊的分隔符解碼器，它的分割符爲\n或者\r\n。

　　LengthFieldBasedFrameDecoder　　：經過消息中設置的長度字段來進行粘包處理。該解碼器總共有5個參數

　　LengthFieldBasedFrameDecoder(int maxFrameLength,　　單個包的最大大小

　　　　　　　　　　　　　　　　　int lengthFieldOffset,　　 定義長度的字段的相對包開始的偏移量

　　　　　　　　　　　　　　　　　int lengthFieldLength,　　定義長度字段所佔字節數

　　　　　　　　　　　　　　　　　int lengthAdjustment,　　lengthAdjustment  = 數據長度字段以後剩下包的字節數 -  數據長度取值（也就是長度字段以後的全部非數據的其餘信息）

　　　　　　　　　　　　　　　　　int initialBytesToStrip)　　從包頭開始，要忽略的字節數

 

　　HttpRequestDecoder　　：將字節解碼爲HttpRequest、HttpContent和LastHttpContent消息

　　HttpResponseDecoder　　：將字節解碼爲HttpResponse、HttpContent和LastHttpContent消息

　　ReplayingDecoder　　：一個特殊的ByteToMessageDecoder ，能夠在阻塞的i/o模式下實現非阻塞的解碼。 ReplayingDecoder 和ByteToMessageDecoder 最大的不一樣就是ReplayingDecoder 容許你實現decode()和decodeLast()就像全部的字節已經接收到同樣，不須要判斷可用的字節

　　

　　Base64Decoder 　　：Base64編碼器

　　StringDecoder　　：將接收到的ByteBuf轉化爲String

　　ByteArrayDecoder　　：將接收到的ByteBuf轉化爲byte 數組

　　DatagramPacketDecoder　　：運用指定解碼器來對接收到的DatagramPacket進行解碼

　　MsgpackDecoder　　：用於Msgpack序列化的解碼器

　　ProtobufDecoder　　：用於Protobuf協議傳輸的解碼器

　　HttpObjectAggregator ：將http消息的多個部分聚合起來造成一個FullHttpRequest或者FullHttpResponse消息。

 

　 

 

　　LengthFieldPrepender　　:將消息的長度添加到消息的前端的編碼器，通常是和LengthFieldBasedFrameDecoder搭配使用

 

　　HttpServerCodec　　:至關於HttpRequestDecoder和HttpResponseEncoder

　　HttpClientCodec　　:至關於HttpRequestEncoder和HttpResponseDecoder

　　ChunkedWriteHandler　　：在進行大文件傳輸的時候，一次將文件的所有內容映射到內存中，頗有可能致使內存溢出，ChunkedWriteHandler能夠解決大文件或者碼流傳輸過程當中可能發生的內存溢出問題

　　

5、netty的簡單使用

　　

public class MyClient { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { NioEventLoopGroup nioEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup(); try{ Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); bootstrap.group(nioEventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class) .handler(new ChannelInitializer<Channel>() { @Override protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0,4,0,4)) .addLast(new LengthFieldPrepender(4)) .addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8)) .addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8)) .addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception { System.out.println(ctx.channel().remoteAddress()+": "+msg); ctx.writeAndFlush("來自客戶端的信息"); } @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { for(int i=0;i<10;i++){ ctx.writeAndFlush("客戶端第"+i+"條消息"); } } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } }); } }); ChannelFuture future = bootstrap.connect("localhost", 9999).sync(); future.channel().closeFuture().sync(); }finally{ nioEventLoopGroup.shutdownGracefully().sync(); } } }

 

public class MyServer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); try{ ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); serverBootstrap.group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class) .childHandler(new ChannelInitializer<Channel>() { @Override protected void initChannel(Channel ch) throws Exception { ch.pipeline() .addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE, 0, 4,0,4)) .addLast(new LengthFieldPrepender(4)) .addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8)) .addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8)) .addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception { System.out.println(ctx.channel().remoteAddress()+":"+msg); ctx.writeAndFlush("from server: "+UUID.randomUUID()); } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { cause.printStackTrace(); ctx.close(); } }); } }); ChannelFuture future = serverBootstrap.bind(9999).sync(); future.channel().closeFuture().sync(); }finally{ bossGroup.shutdownGracefully().sync(); workerGroup.shutdownGracefully().sync(); } } }