• 第6章-Netty核心模块组件


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    1.Bootstrap、ServerBootstrap

    Bootstrap意思是引导,一个Netty应用通常由一个Bootstrap开始,主要作用是配置整个Netty程序,串联各个组件,Netty中Bootstrap类是客户端程序的启动引导类,ServerBootstrap是服务端的启动引导类。

    常见的方法有:

    //用于服务器端,设置两个EventLoopGroup
    public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup) {
    //用于服务器端,用于给accept得到的SocketChannel设置业务自定义handler
    public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler) {
    //用于服务器端,用于给accept得到的SocketChannel进行配置
    public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value) {
    //用于客户端,设置一个EventLoopGroup
    public B group(EventLoopGroup group)
    //设置channel实现
    public B channel(Class<? extends C> channelClass) 
    //给SocketChannel添加配置
    public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value) {
    //用于服务器端,进行端口绑定
    public ChannelFuture bind(int inetPort) {
    //用于客户端,连接服务器端
    public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) {
     

    2.Future、ChannelFuture

    Netty中所有的IO操作都是异步的,不能立刻得知消息是否被正确处理,但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听,具体的实现就是通过Future和ChannelFuture,它们可以注册

    一个监听,当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件。

    常用的方法有:

    Channel channel() //返回当前正在进行IO操作的channel
    ChannelFuture sync() //等待异步事件执行完毕

    3.Channel

    Netty网络通信的组件,能够用于执行网络I/O操作。

    • 通过channnel可以获得当前网络连接的通道的状态

    • 通过channel可以获得网络连接的配置参数(例如接收缓冲区大小)

    Channel提供异步的网络I/O操作(例如建立连接,读写,绑定端口),异步调用意味着任何I/O调用都将立即返回,并且不保证在调用结束时所请求的I/O操作已完成,调用立即返回一个ChannelFuture实例,通过注册监听器到ChannelFuture上,可以I/O操作完成、失败或取消时回调通知调用方

    不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的Channel类型与之对应,常用的Channel类型:

    • NioSocketChannel

    • NioServerSocketChannel

    • NioDatagramChannel

    • NioSctpChannel

    • NioSctpServerChannel

    4.Selector

    Netty基于Selector对象实现IO多路复用,通过Selector,一个线程可以监听多个Channel的事件。

    当向一个Selector中注册Channel后,Selector内部的机制就可以自动不断低查询这些注册的Channel是否有已就绪的I/O事件(例如可读、可写、建立连接等),这样程序就可以使用一个线程高效管理多个Channel

    5.ChannelHandler及其实现类

    ChannelHandler是一个接口,处理I/O事件或拦截I/O操作,并将其转发到其ChannelPipeline中的下一个处理程序。

    ChannelHandler本身并没有提供很多方法,因为这个接口有许多的方法需要实现,方便使用期间,可以继承它的子类。

    ChannelInboundHandler用于处理入站I/O事件。

    CHannelOutboundHandler用于处理出站I/O事件。

    ChannelInboundHandlerAdapter用于处理入站I/O事件。

    ChannelOutboundHandlerAdapter用于处理出站I/O事件。

    我们经常需要自定义一个Handler类去实现ChannelInboundHandlerAdapter,然后通过重写相应方法实现业务逻辑。

    6.Pipeline和ChannelPipeline

    ChannelPipeline是一个Handler的集合,它负责处理和拦截inbound或者outbound事件和操作,相当于一个贯穿Netty的链。ChannelPipeline实现了一种高级形式的拦截过滤器模式,使用户可以完全控制事件的处理方式,以及Channel中各个ChannelHandler如何相互交互。

    在Netty中每个Channel都有且仅有一个ChannelPipeline与之对应,它们的组成关系如下:

    • 一个Channel包含了一个ChannelPipeline,而ChannelPipeline中又维护了一个由ChannelHandlerContext组成的双向链表,并且每个ChannelHandlerContext中又关联着一个ChannelHandler

    • 入站事件和出站事件在一个双向链表中。入站事件会从链表head往后传递到最后一个入站的handler;出站事件会从链表tail往前传递到最前一个出站的handler,两张类型的handler互不干扰

    常用方法:

    //把一个handler添加到链中的第一个位置
    ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)
    //把一个handler添加到链表中的最后一个位置
    ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)

    7.ChannelHandlerContext

    ChannelHandlerContext保存了channel相关的所有上下文信息,同时关联一个ChannelHandler对象。即ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler,同时ChannelHandlerContext中也绑定了对应的pipeline和channel的信息,方便对ChannelHandler进行调用

    常用方法

    ChannelFuture close() //关闭通道
    ChannelOutboundInvoker flush() //刷新
    //将数据写入到pipeline中当前ChannelHandler的下一个ChannelHandler开始处理
    ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) 

    8.ChannelOption

    Netty在创建Channel实例后,一般需要设置ChannelOption参数

    ChannelOption参数如下:

    //对应TCP/IP协议listen函数中的backlog参数,用来初始化服务端可接受连接大小。
    //服务端处理客户端连接请求时顺序处理的,所以同一时间只能处理一个客户连接,
    //多个客户端来的时候,服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理,
    //backlog参数指定了队列的大小
    ChannelOption.SO_BACKLOG
    ​
    //一直保持连接活动状态
    ChannelOption.SO_KEEPALIVE

    9.EventLoopGroup和其实现类NioEventLoopGroup

    EventLoopGroup是一组EventLoop的抽象,Netty为了更好地利用多核cpu资源,一般会有多个EventLoop同时工作,每个EventLoop维护着一个Selector实例。

    EventLoopGroup提高next()方法,可以从组里面按照一定规则获取其中一个EventLoop提供任务。

    在Netty服务器端编程中,我们一般都需要提供两个EventLoopGroup,例如bossGroup、workerGroup

    通常一个服务端口即一个ServerSocketChannel对应一个Selector和一个EventLoop线程。

    bossGroup负责处理客户端的连接并将SocketChannel交给workerGroup来进行IO处理。

    bossGroup通常是一个单线程的EventLoop,EventLoop维护着一个注册了ServerSocketChannel的Selector实例,EventLoop不断轮训Selector将连接事件分离出来,然后将接受到的SocketChannel交给workerGroup。workerGroup会有next()选择其中一个EventLoop来将这个SocketChannel注册到其维护的Selector并对其后续的IO事件进行处理

    public NioEventLoopGroup() //构造方法
    public Future<?> shutdownGracefully() //断开连接,关闭线程
    
    
     
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