• Netty进阶和实战


    实现UDP单播和广播

    UDP 这样的无连接协议中,并没有持久化连接这样的概念,并且每个消息(一个UDP 数据报)都是一个单独的传输单元。此外,UDP 也没有TCP 的纠错机制。

    通过类比,TCP 连接就像打电话,其中一系列的有序消息将会在两个方向上流动。相反,UDP 则类似于往邮箱中投入一叠明信片。你无法知道它们将以何种顺序到达它们的目的地,或者它们是否所有的都能够到达它们的目的地。

    UDP的这些方面可能会让你感觉到严重的局限性,但是它们也解释了为何它会比TCP快那么多:所有的握手以及消息管理机制的开销都已经被消除了。显然,UDP很适合那些能够处理或者容忍消息丢失的应用程序,但可能不适合那些处理金融交易的应用程序。

    本身作为无连接的不可靠的传输协议(适合频繁发送较小的数据包),他不会对数据包进行合并发送(也就没有Nagle算法之说了),他直接是一端发送什么数据,直接就发出去了,既然他不会对数据合并,每一个数据包都是完整的(数据+UDP+IP头等等发一次数据封装一次)也就没有粘包一说了。

    单播的传输模式,定义为发送消息给一个由唯一的地址所标识的单一的网络目的地。面向连接的协议和无连接协议都支持这种模式。

    广播——传输到网络(或者子网)上的所有主机。

    Netty UDP 相关类

    interface AddressedEnvelope<M, A extends SocketAddress>extends ReferenceCounted

    定义一个消息,其包装了另一个消息并带有发送者和接收者地址。其中M 是消息类型;A 是

    地址类型

    class DefaultAddressedEnvelope<M, A extends SocketAddress>implements AddressedEnvelope<M,A>提供了interface AddressedEnvelope的默认实现

    class DatagramPacket extends DefaultAddressedEnvelope<ByteBuf, InetSocketAddress> implements ByteBufHolder

    扩展了DefaultAddressedEnvelope 以使用ByteBuf 作为消息数据容器。DatagramPacket是final类不能被继承,只能被使用。

    通过content()来获取消息内容

    通过sender();来获取发送者的消息

    通过recipient();来获取接收者的消息。

    interface DatagramChannel extends Channel

    扩展了Netty 的Channel 抽象以支持UDP 的多播组管理

    class NioDatagramChannnel extends AbstractNioMessageChannel implements DatagramChannel

    定义了一个能够发送和接收Addressed-Envelope 消息的Channel 类型

    Netty 的DatagramPacket 是一个简单的消息容器,DatagramChannel 实现用它来和远程节点通信。类似于在我们先前的类比中的明信片,它包含了接收者(和可选的发送者)的地址以及消息的有效负载本身。

    UDP单播

    参见模块udp下的包cn.enjoyedu.udp.unicast

    UDP广播

    参见模块udp下的包cn.enjoyedu.udp.broadcast

    服务器推送技术-短轮询和Comet

    服务器推送技术干嘛用?就是让用户在使用网络应用的时候,不需要一遍又一遍的去手动刷新就可以及时获得更新的信息。大家平时在上各种视频网站时,对视频节目进行欢乐的吐槽和评论,会看到各种弹幕当然他们是用flash技术实现的对于我们没有用flash的应用一样可以实现弹幕。又比如在股票网站往往可以看到,各种股票信息的实时刷新上面的这些都是基于服务器推送技术

    具体代码参见模块comet

    Ajax短轮询

    就是用一个定时器不停的去网站上请求数据。

    Comet

    服务器推是一种很早就存在的技术,以前在实现上主要是通过客户端的套接口,或是服务器端的远程调用。因为浏览器技术的发展比较缓慢,没有为服务器推的实现提供很好的支持,在纯浏览器的应用中很难有一个完善的方案去实现服务器推并用于商业程序。,因为 AJAX 技术的普及,gmail等等在实现中使用了这些新技术;同时服务器推在现实应用中确实存在很多需求。称这种基于 HTTP长连接、无须在浏览器端安装插件的服务器推技术为“Comet”

    基于 AJAX 的长轮询

    DeferredResult:

    Spring mvc的控制层接收用户的请求之后,如果要采用异步处理,那么就要返回DeferedResult<>泛型对象。在调用完控制层之后,立即回返回DeferedResult对象,此时驱动控制层的容器主线程,可以处理更多的请求。

    可以将DeferedResult对象作为真实响应数据的代理,而真实的数据是该对象的成员变量result,它可以是String类型,或者ModelAndView类型等。

    业务处理完毕之后,要执行setResult方法,将真实的响应数据赋值到DeferedResult对象中。此时,容器主线程会继续执行getResult方法,将真实数据响应到客户端。

    SSE

    严格地说,HTTP 协议无法做到服务器主动推送信息。但是,有一种变通方法,就是服务器向客户端声明,接下来要发送的是流信息(streaming)。

    也就是说,发送的不是一次性的数据包,而是一个数据流,会连续不断地发送过来。这时,客户端不会关闭连接,会一直等着服务器发过来的新的数据流,视频播放就是这样的例子。本质上,这种通信就是以流信息的方式,完成一次用时很长的下载。

    SSE 就是利用这种机制,使用流信息向浏览器推送信息。它基于 HTTP 协议,目前除了 IE/Edge,其他浏览器都支持

    SSE WebSocket 作用相似,都是建立浏览器与服务器之间的通信渠道,然后服务器向浏览器推送信息。

    总体来说,WebSocket 更强大和灵活。因为它是全双工通道,可以双向通信;SSE 是单向通道,只能服务器向浏览器发送,因为流信息本质上就是下载。如果浏览器向服务器发送信息,就变成了另一次 HTTP 请求。

    SSE 也有自己的优点。

    SSE 使用 HTTP 协议,现有的服务器软件都支持。WebSocket 是一个独立协议。

    SSE 属于轻量级,使用简单;WebSocket 协议相对复杂。

    SSE 默认支持断线重连,WebSocket 需要自己实现。

    SSE 一般只用来传送文本,二进制数据需要编码后传送,WebSocket 默认支持传送二进制数据。

    SSE 支持自定义发送的消息类型。

    HTTP 头信息

    服务器向浏览器发送的 SSE 数据,必须是 UTF-8 编码的文本,具有如下的 HTTP 头信息。

    Content-Type: text/event-stream

    Cache-Control: no-cache

    Connection: keep-alive

    上面三行之中,第一行的Content-Type必须指定 MIME 类型为event-steam

    信息格式

    每一次发送的信息,由若干个message组成,每个message之间用 分隔。每个message内部由若干行组成,每一行都是如下格式。

    [field]: value

    上面的field可以取四个值。

    data

    event

    id

    retry

    此外,还可以有冒号开头的行,表示注释。通常,服务器每隔一段时间就会向浏览器发送一个注释,保持连接不中断。例子 : this is a test stream

    data 字段

    数据内容用data字段表示。

    data:  message

    如果数据很长,可以分成多行,最后一行用 结尾,前面行都用 结尾。

    data: begin message

    data: continue message

    下面是一个发送 JSON 数据的例子。

    data: {

    data: "foo": "bar",

    data: "baz", 555

    data: }

    id 字段

    数据标识符用id字段表示,相当于每一条数据的编号。

    id: msg1

    data: message

    浏览器用lastEventId属性读取这个值。一旦连接断线,浏览器会发送一个 HTTP 头,里面包含一个特殊的Last-Event-ID头信息,将这个值发送回来,用来帮助服务器端重建连接。因此,这个头信息可以被视为一种同步机制。

    event 字段

    event字段表示自定义的事件类型,默认是message事件。浏览器可以用addEventListener()监听该事件。

    event: foo

    data: a foo event

    data: an unnamed event

    event: bar

    data: a bar event

    上面的代码创造了三条信息。第一条的名字是foo,触发浏览器的foo事件;第二条未取名,表示默认类型,触发浏览器的message事件;第三条是bar,触发浏览器的bar事件。

    retry 字段

    服务器可以用retry字段,指定浏览器重新发起连接的时间间隔。

    retry: 10000

    两种情况会导致浏览器重新发起连接:一种是时间间隔到期,二是由于网络错误等原因,导致连接出错。

    技术比较

    京东用的什么?Ajax短轮询,这说明什么?这些技术并没有什么优劣之分,只有合不合适业务的问题。京东的痛点是什么?要用有限的资源来为千万级甚至上亿的用户提供服务,如果是用长连接,对于接入的服务器,比如说Nginx,是很大的压力,光是为用户维持这个长连接都需要成百上千的Nginx的服务器,这是很划不来的。因为对于京东这类购物网站来说,用户的浏览查询量是远远大于用户下单量的,京东需要注重的是服务更多的用户,而且相对于用户浏览页面的图片等等的流量而言,这点带宽浪费占比是很小的。所以我们看京东的付款后的实现,是用的短轮询机制,而且时长放大到了5秒。

     

    SSE和WebSocket相比的优势。最大的优势就是便利:不需要添加任何新组件,用任何你习惯的后端语言和框架就能继续使用。你不用为新建虚拟机、弄一个新的IP或新的端口号而劳神,就像在现有网站中新增一个页面那样简单。可以称为既存基础设施优势。

    SSE的第二个优势是服务端的简洁。相对而言,WebSocket则很复杂,不借助辅助类库基本搞不定。WebSocket能做的,SSE也能做,反之亦然,但在完成某些任务方面,它们各有千秋。WebSocket是一种更为复杂的服务端实现技术,但它是真正的双向传输技术,既能从服务端向客户端推送数据,也能从客户端向服务端推送数据

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