Netty（二）入门

在上篇《Netty（一）引题》中，分别对AIO,BIO,PIO,NIO进行了简单的阐述，并写了简单的demo。但是这里说的简单，我也只能呵呵了，特别是NIO、AIO（我全手打的，好麻烦）。
在开始netty开发TimeServer之前，先回顾下NIO进行服务端开发的步骤：

• 1.创建ServerSocketChannel,配置它为非阻塞；
• 2.绑定监听，配置TCP参数，如backlog大小；
• 3.创建独立的IO线程，用于轮询多路复用器Selector;
• 4.创建Selector,将之前创建的ServerSocketChannel注册到Selector上，监听SelectionKey.ACEPT；
• 5.启动IO线程，在循环体中执行Selector.select()方法，轮询就绪的Channel；
• 6.当轮询到处于就绪状态的Channel时，需要对其进行判断，如果是OP_ACCEPT状态，说明是新的客户端接入，则调用ServerSocketChannel.accept()方法接受新的客户端；
• 7.设置新接入的客户端链接SocketChannel为非阻塞模式，配置其他的一些TCP参数；
• 8.将SocketChannel注册到Selector，监听OP_READ操作位；
• 9.如果轮询的Channel为OP_READ，则说明SocketChannel中有新的就绪的数据包需要读取，则构造ByteBuffer对象，读取数据包；
• 10.如果轮询的Channel为OP_WRITE，说明还有数据没有发送完成，需要继续发送。

一个简单的NIO程序，需要经过繁琐的十多步操作才能完成最基本的消息读取和发送，这也是我学netty的原因，下面就看看使用netty是如何轻松写服务器的。
在这里，我使用IDEA 14 + Maven用netty写上篇中TimeServer的程序。这里我直接用Maven的pom.xml来直接下载netty的包（Maven是对依赖进行管理，支持自动化的测试、编译、构建的项目管理工具，具体的Maven请读者自行百度、google搜索）。

/* TimeServer */

public class TimeServer {
    public void bind(int port)throws Exception{
        /* 配置服务端的NIO线程组 */
        // NioEventLoopGroup类 是个线程组，包含一组NIO线程，用于网络事件的处理
        // （实际上它就是Reactor线程组）。
        // 创建的2个线程组，1个是服务端接收客户端的连接，另一个是进行SocketChannel的
        // 网络读写
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup WorkerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // ServerBootstrap 类，是启动NIO服务器的辅助启动类
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup,WorkerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,1024)
                    .childHandler(new ChildChannelHandler());

            // 绑定端口,同步等待成功
            ChannelFuture f= b.bind(port).sync();

            // 等待服务端监听端口关闭
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            // 释放线程池资源
            bossGroup.shutdownGracefully();
            WorkerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel>{
        @Override
        protected  void initChannel(SocketChannel arg0)throws Exception{
            arg0.pipeline().addLast(new TimeServerHandler());
        }
    }

    public static void main(String[]args)throws Exception{
        int port = 8080;
        if(args!=null && args.length>0){
            try {
                port = Integer.valueOf(args[0]);
            }
            catch (NumberFormatException ex){}
        }
        new TimeServer().bind(port);
    }
}

public class TimeServerHandler extends ChannelHandlerAdapter{
    // 用于网络的读写操作
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx,Object msg)
            throws Exception{
        ByteBuf buf = (ByteBuf)msg;
        byte[]req = new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(req);
        String body = new String(req,"UTF-8");
        System.out.println("the time server order : " + body);

        String currentTime = "QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body)?new Date(
                System.currentTimeMillis()).toString():"BAD ORDER";
        ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
        ctx.write(resp);
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx)throws Exception{
        ctx.flush();   // 它的作用是把消息发送队列中的消息写入SocketChannel中发送给对方
        // 为了防止频繁的唤醒Selector进行消息发送，Netty的write方法，并不直接将消息写入SocketChannel中
        // 调用write方法只是把待发送的消息发到缓冲区中，再调用flush，将发送缓冲区中的消息
        // 全部写到SocketChannel中。
    }

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

/* TimeClient */

public class TimeClient {
    public void connect(String host,int port)throws Exception{
        // 配置服务端的NIO线程组
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        try {
            // Bootstrap 类，是启动NIO服务器的辅助启动类
            Bootstrap b = new Bootstrap();
            b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY,true)
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        public void initChannel(SocketChannel ch)
                                throws Exception{
                            ch.pipeline().addLast(new TimeClientHandler());
                        }
                    });

            // 发起异步连接操作
            ChannelFuture f= b.connect(host,port).sync();

            // 等待客服端链路关闭
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[]args)throws Exception{
        int port = 8080;
        if(args!=null && args.length>0){
            try {
                port = Integer.valueOf(args[0]);
            }
            catch (NumberFormatException ex){}
        }
        new TimeClient().connect("127.0.0.1",port);
    }
}

public class TimeClientHandler extends ChannelHandlerAdapter{

    // 写日志
    private static final Logger logger =
            Logger.getLogger(TimeClientHandler.class.getName());

    private final ByteBuf firstMessage;

    public TimeClientHandler(){
        byte[] req = "QUERY TIME ORDER".getBytes();
        firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);
        firstMessage.writeBytes(req);
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx,Object msg)
            throws Exception{
        ByteBuf buf = (ByteBuf)msg;
        byte[]req = new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(req);
        String body = new String(req,"UTF-8");
        System.out.println("Now is : " + body);
    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx){
        // 当客户端和服务端建立tcp成功之后，Netty的NIO线程会调用channelActive
        // 发送查询时间的指令给服务端。
        // 调用ChannelHandlerContext的writeAndFlush方法，将请求消息发送给服务端
        // 当服务端应答时，channelRead方法被调用
        ctx.writeAndFlush(firstMessage);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,Throwable cause){
        logger.warning("message from:"+cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

本例子没有考虑读半包的处理，对于功能演示和测试，本例子没问题，但是如果进行性能或者压力测试，就不能正常工作了。在下一节会弄正确处理半包消息的例子。

项目在源码在src/main/java/Netty/下，分为客户端和服务端。

源码下载：GitHub地址：https://github.com/orange1438/Netty_Course

题外话：虽然文章全是我纯手打，没任何复制，但是文章大多数内容来自《Netty权威指南》，我也是顺便学习的。之前我做C++服务端，因为狗血的面试C++，结果公司系统居然是java的，无耐我所在的重庆，C++少得可怜，所以只有在公司里学java了。当然，有epoll，select，事件驱动，TCP/IP概念的小伙伴来说，学这个netty，还是挺简单的。

 

作者：orange1438
出处：http://www.cnblogs.com/orange1438/
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