Netty：初識Netty

前文總結了NIO的內容，有了NIO的一些基礎以後，咱們就能夠來看下Netty。Netty是Java領域的高性能網絡傳輸框架，RPC的技術核心就是網絡傳輸和序列化，因此Netty給予了RPC在網絡傳輸領域巨大的支持。

一個簡單的Netty代碼實現
網絡傳輸基於的是TCP協議，因此會有服務端和客戶端之分，而Netty是網絡傳輸框架，因此一個完整的Netty代碼至少是有服務端和客戶端的。本文代碼基於Netty4.1.15。

服務端：

public class DemoServer {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
                EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
                EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); 
                try {
                        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
                        serverBootstrap.group(bossGroup,workerGroup).
                                        channel(NioServerSocketChannel.class).
                                        childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                                                @Override
                                                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                                        ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
                                                        ch.pipeline().addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
                                                        ch.pipeline().addLast(new DemoServerHandler());
                                                }
                                        });

        ChannelFuture future = serverBootstrap.bind(8899).sync();
        future.channel().closeFuture().sync();
    }finally {
        bossGroup.shutdownGracefully();
        workerGroup.shutdownGracefully();
    }
}
}
public class DemoServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
                System.out.println("" + ctx.channel().remoteAddress() + "," + msg);
                ctx.channel().writeAndFlush("from server" + UUID.randomUUID());
        }

@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
    cause.printStackTrace();
    ctx.close();
}

}
客戶端：

public class DemoClient {
        public static void main(String[] args) throws Exception{
                EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();

    try{
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(eventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                ch.pipeline().addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
                ch.pipeline().addLast(new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
                ch.pipeline().addLast(new DemoClientHandler());
            }
        });

        ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("localhost",8899).sync();
        channelFuture.channel().closeFuture().sync();

    }finally {
        eventLoopGroup.shutdownGracefully();
    }
}

}
public class DemoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {br/>@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
System.out.println("" + ctx.channel().remoteAddress());
System.out.println("client output:" + msg);
ctx.writeAndFlush("from client" + LocalDateTime.now());
}

@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
    String msg = "來自客戶端的問候!";
    ctx.writeAndFlush(msg);
}

@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
    cause.printStackTrace();
    ctx.close();
}

}
來看下這個簡單的代碼作了什麼：

一、服務端啓動後，客戶端先向服務端發起鏈接創建；

二、鏈接創建後，觸發客戶端的channelActive方法，該方法向服務端發出了一條信息，這條信息默認在網絡中是會轉成字節的形式來傳輸的，由於TCP的數據傳輸都是基於字節的，這個過程也叫作編碼；

三、服務端收到信息後，會被服務端的Handler，其實就是StringDecoder先作處理，從字節變成了字符，這個過程也叫作解碼；

四、此時對於DemoServerHandler來講，信息已經變成了符合本身的String類型，因此channelRead0方法會被調用，輸出信息，同時向客戶端發出信息，信息又會轉成字節的信息傳向客戶端；

五、客戶端收到信息後，會被客戶端解碼成字符，觸發客戶端的channelRead0方法，輸出客戶端地址和收到的信息，再向服務端發送時間戳；

六、循環往復上述3-5，死循環；

模塊化
從上述這個簡單的DEMO中，咱們能夠提取出Netty的核心模塊：

一、Channel、EventLoop、ChannelFuture

Channel接口：基本的IO操做（bind()/connect()/read()/write()）依賴於底層網絡傳輸所提供的原語。在咱們這個DEMO中，能看到NioServerSocketChannel和NioSocketChannel，NioServerSocketChannel使用基於NIO選擇器的實現來接受新鏈接，NioSocketChannel使用基於NIO選擇器的實現來創建和處理新鏈接。

EventLoop接口：EventLoop定義了Netty的核心抽象，用於處理鏈接的生命週期中所發生的事件。EventLoop是協調設計的一部分，採用了兩個基本的API：併發和網絡編程。在咱們這個DEMO中，能看到NioEventLoop，NioEventLoop就是一個Reactor，是整個Netty的一個核心。

ChannelFuture接口：Netty中的全部的IO操做都是異步的，由於一個操做可能不會當即返回，因此咱們須要一種用於在以後某個時間點肯定其結果的方法。爲此，Netty提供了ChannelFuture接口，其addListener()方法註冊了一個ChannelFutureListener，以便在某個操做完成是獲得通知。

二、ChannelHandler、ChannelPipeline

ChannelHandler接口：從應用程序開發人員的角度來看，ChannelHandler是Netty的主要組件，它充當了全部處理入站和出站數據的應用程序邏輯的容器，由於ChannelHandler的方法是由事件來觸發的。在咱們這個DEMO中，DemoClientHandler、DemoServerHandler就是兩個自定義的ChannelHandler，DemoClientHandler在鏈接一創建的時候，就觸發了channelActive方法，而後DemoServerHandler在channelRead0方法中讀取了其傳輸的信息。

ChannelPipeline接口：ChannelPipeline爲ChannelHandler鏈提供了容器，並定義了用於該鏈上傳播入站和出站事件流的API。當Channel被建立時，它會被自動的分配到它所專屬的ChannelPipeline。在咱們的DEMO中，一個ChannelInitializer的實例被註冊到ServerBootStrap或者BootStrap，當它的initChannel方法被調用的時候，ChannelInitializer將在ChannelPipeline中安裝一組自定義的ChannelHandler，最後ChannelInitializer將它本身從ChannelPipeline中移除。

三、ByteBuf

網絡數據的基本單位是字節，NIO提供了ByteBuffer做爲網絡數據的字節容器，可是ByteBuffer自己設計並不優雅，使用繁瑣，Netty使用ByteBuf來替代ByteBuffer，在咱們的DEMO中，不能直接看到ByteBuf，可是在Netty提供的內置編解碼器StringDecoder/StringEncoder中，操做的對象就是ByteBuf。

四、ServerBootStrap、BootStrap

ServerBootStrap和BootStrap是一個很是抽象的概念。ServerBootStrap是Netty建立服務器的輔助類，負責封裝服務啓動的一系列操做。和ServerBootStrap同樣，Bootstrap也是封裝客戶端向服務端發送請求的一系列操做。

五、Codec

經過Netty發送和接收一個消息的時候，就會發生一次數據轉換，入站消息會被解碼，也就是從字節轉換爲本來的形式，若是是出站消息，就會從一種形式變成字節，這個就是編碼，編解碼的根本緣由就是由於網絡數據就是一系列的字節。在咱們的DEMO中，StringEncoder和StringDecoder就是編解碼器。

最後總結一下：

一、經過一個簡單的DEMO，介紹了一下Netty，站在應用的角度看了下Netty是如何運行的；

二、從DEMO中提取出Netty的重要的模塊，簡單介紹一下各個模塊，在後續的文章中將詳細介紹每一個模塊組件。