Netty 是什么？
Netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.
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
Netty 的地位
Netty 在 Java 网络应用框架中的地位就好比：Spring 框架在 JavaEE 开发中的地位
以下的框架都使用了 Netty，因为它们有网络通信需求！
- Cassandra - nosql 数据库
- Spark - 大数据分布式计算框架
- Hadoop - 大数据分布式存储框架
- RocketMQ - ali 开源的消息队列
- ElasticSearch - 搜索引擎
- gRPC - rpc 框架
- Dubbo - rpc 框架
- Spring 5.x - flux api 完全抛弃了 tomcat ，使用 netty 作为服务器端
- Zookeeper - 分布式协调框架
Netty 的优势
- Netty vs NIO，工作量大，bug 多
- 需要自己构建协议
- 解决 TCP 传输问题，如粘包、半包
- epoll 空轮询导致 CPU 100%
- 对 API 进行增强，使之更易用，如 FastThreadLocal => ThreadLocal，ByteBuf => ByteBuffer
- Netty vs 其它网络应用框架
- Mina 由 apache 维护，将来 3.x 版本可能会有较大重构，破坏 API 向下兼容性，Netty 的开发迭代更迅速，API 更简洁、文档更优秀
- 久经考验，16年，Netty 版本
- 2.x 2004
- 3.x 2008
- 4.x 2013
- 5.x 已废弃（没有明显的性能提升，维护成本高）
Hello World程序
pom依赖：
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.39.Final</version>
</dependency>
server端代码：
/**
* @author wen.jie
* @date 2022/2/24 9:58
*/
public class HelloServer {
public static void main(String[] args) {
//1.netty启动器,负责组装netty组件，启动服务器
new ServerBootstrap()
//2. 线程+选择器
.group(new NioEventLoopGroup())
//3.选择服务器的ServerSocketChannel实现
.channel(NioServerSocketChannel.class)
//4.boss 负责处理连接 work(child) 负责处理读写 决定了worker(child)能执行哪些操作(handler)
.childHandler(
//5. 代表和客户端读写的通道Initializer初始化，负责添加别的handler
new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
//6.添加具体handler
ch.pipeline().addLast(new StringDecoder());
ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter(){
//处理事件
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
super.channelRead(ctx, msg);
System.out.println(msg);
}
});
}
})
//6.绑定监听端口
.bind(8080);
}
}
代码解读
-
创建 NioEventLoopGroup，可以简单理解为
线程池 + Selector后面会详细展开 -
选择服务 Scoket 实现类，其中 NioServerSocketChannel 表示基于 NIO 的服务器端实现，其它实现还有
-
为啥方法叫 childHandler，是接下来添加的处理器都是给 SocketChannel 用的，而不是给 ServerSocketChannel。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
-
ServerSocketChannel 绑定的监听端口
-
SocketChannel 的处理器，解码 ByteBuf => String
-
SocketChannel 的业务处理器，使用上一个处理器的处理结果
client端代码：
/**
* @author wen.jie
* @date 2022/2/24 10:27
*/
public class HelloClient {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//1.创建启动器
new Bootstrap()
//添加eventLoop
.group(new NioEventLoopGroup())
//选择客户端channel实现
.channel(NioSocketChannel.class)
//添加处理器
.handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
//在连接建立后被调用
@Override
protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
}
})
//连接到服务器
.connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080))
.sync() //阻塞方法,直到连接建立
.channel()//代表连接对象
//向服务器发送数据
.writeAndFlush("hello world");
}
}
代码解读
-
创建 NioEventLoopGroup，同 Server
-
选择客户 Socket 实现类，NioSocketChannel 表示基于 NIO 的客户端实现，其它实现还有
-
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
-
指定要连接的服务器和端口
-
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
-
获取 channel 对象，它即为通道抽象，可以进行数据读写操作
-
写入消息并清空缓冲区
-
消息会经过通道 handler 处理，这里是将 String => ByteBuf 发出
-
数据经过网络传输，到达服务器端，服务器端 5 和 6 处的 handler 先后被触发，走完一个流程
运行效果
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 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