netty踩坑初体验

基于4.1.10.Final
目前为止踩坑最多，踩netty之前，要先踩Java NIO，因为netty还是基于Java NIO的api开发的，事件模型什么的需要有基础，这只是一个初步的研究，毕竟只是出于兴趣，比较好的坑在这里。Java NIO 系列教程。

netty in action.png

netty的基本组件与各组件功能，netty核心就不介绍了，网上各种大牛的源码分析，认真看完基本就通了。本文是记录踩坑，不是教学。思路按着这个思维导图来走，实现一下简单的功能。

1.字符串传输。

netty是端对端的传输，最简单的可以使用嵌套字传输，基本功能就是hello word。假定一个场景，有一个服务端一直开着接收字符串，客户端想发送字符串到服务端，怎么做？
首先明确一点，Netty中的消息传递，都必须以字节的形式，以ByeBuff为载体传递。简单的说，就是你想直接写个字符串过去，不行，收到都是乱码，虽然Netty定义的writer的接口参数是Object的，这就是比较坑的地方了。
有了这个分析，就有思路了。
客户端就这么发：

        ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer(msg, Charset.forName("UTF-8"));
        ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(buffer);
        future.addListener(f ->  ctx.close());

服务器这么收：

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf m = (ByteBuf) msg;
        String message = m.toString(CharsetUtil.UTF_8);
        System.out.println(message);
        ctx.close();
    }

是的可以直接强转，原理不明，不知道哪里进行了装箱。---------- 遗留问题1

但是每次都要这么写是不是有点麻烦？不是有定义好的编码与解码器吗，那么就可以先加一下处理，两边都这么加

                   new ChannelInitializer<SocketChannel>(){
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder());
                            ch.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder());
                            ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());
                        }
                    }

对的直接放上去，编码与解码不用关心顺序，处理类放在最后就好了。

客户端：

        ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush("hello world");
        future.addListener(f ->  ctx.close());

服务器端

   
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println(msg);
        ctx.close();
    }

对，直接就是收到一个String。至此字符串就可以互相传递了，但是还有问题，netty中在传送字符串的长度有限制，超过1024个字节就截断了，导致接收的信息不完整，ok要这么处理一下。

new ChannelInitializer<SocketChannel>(){
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
     ch.pipeline().addLast("decoder", new LengthFieldBasedFrameDecoder(Integer.MAX_VALUE,0,4,0,4));
     ch.pipeline().addLast("encoder", new LengthFieldPrepender(4, false));
     ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());
 }

自定义长度， 4个字节32位，足够存了。

2.传递简单对象

有几种方法可以实现对象的传递，这里用的是protocol buffers编解码器进行对象传递。
首先要了解什么是protocol buffers，这东西就相当于xsd对于xml，是一个规则文件，通过.proto文件通过官方提供的工具就可以生成java类，他有两个常用方法

public byte[] toByteArray(){};
T parseFrom(byte[]){};

他提供了序列化方法，直接把类转化为字节数组，再把数据转为java类，十分方便。netty是天生支持这种序列化方式的
服务器端:

         @Override
         protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        /**
        * 采用Base 128 Varints进行编码，在消息头上加上32个整数，来标注数据的长度。
        */
        ch.pipeline().addLast("protobufVarint32FrameDecoder", new ProtobufVarint32FrameDecoder());
        ch.pipeline().addLast("protobufDecoder", new ProtobufDecoder(AddressBookProtos.AddressBook.getDefaultInstance()));

        /**
         * 对采用Base 128 Varints进行编码的数据解码
         */
        ch.pipeline().addLast("protobufVarint32LengthFieldPrepender", new ProtobufVarint32LengthFieldPrepender());
        ch.pipeline().addLast("protobufEncoder", new ProtobufEncoder());
        ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());
        }

增加已经提供了的解码、编码器，在业务处理的handle中可以这么拿数据。

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        AddressBookProtos.AddressBook addressBookProtos = (AddressBookProtos.AddressBook)msg;
        List<AddressBookProtos.Person> list = addressBookProtos.getPeopleList();
    }

任然是可以直接强转成目标对象。然后获取里面的成员变量。

客户端：
在管道里加上那4个编码、解码器。然后在业务代码中这样定义数据并且直接塞到ctx中就可以了。其余的根本不用操心，都封装好了，我们只需要关心自己的业务实现。

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        AddressBookProtos.AddressBook pb = AddressBookProtos.AddressBook.newBuilder()
                .addPeople(
                        AddressBookProtos.Person.newBuilder().setEmail("345@qq.com").setId(34).setName("zhangsn")
                )
                .addPeople(
                        AddressBookProtos.Person.newBuilder().setEmail("123@163.com").setId(12).setName("lisi")
                )
                .build();

        ChannelFuture future = ctx.writeAndFlush(pb);
        future.addListener(f ->  ctx.close());
    }

3.使用http协议

Netty对http协议有自己的抽象，把一个FullHttpRequest抽象成了HttpRequest、HttpContent、LastHttpContent。生成一个http request也有点不同。例子演示了，客户端发送http请求，服务端接收并发送http响应到客户，客户端接收响应之后断开连接。
服务端：

            new ChannelInitializer<SocketChannel>(){
            @Override
            protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
               /*
               * https部分
                File certificate = new File("/Users/public.crt"); // 证书
                File privateKey = new File("/Users/private.pem"); // 私钥
                final SslContext context = SslContextBuilder.forServer(certificate, privateKey).build();
                SSLEngine engine = context.newEngine(ch.alloc());
                ch.pipeline().addLast(new SslHandler(engine));
                */

//                            ch.pipeline().addLast("decoder", new HttpRequestDecoder());
//                            ch.pipeline().addLast("encoder", new HttpResponseEncoder());
                ch.pipeline().addLast(new HttpServerCodec()); //等于上面那两个
                ch.pipeline().addLast(new HttpObjectAggregator(512 * 1024)); //聚合把头部和content聚合在了一起
                ch.pipeline().addLast(new HttpServiceHandle());
            }
        }

如果不使用聚合，那么在接收的时候会多次触发read方法，第一次接收HttpRequest，之后接收HttpContent内容。使用聚合HttpServerCodec之后，接收的参数即有HttpRequest也有HttpContent。

客户端发送与接收：

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        URI uri = new URI("http://127.0.0.1:8889");
        String msg = "Message from client";
        DefaultFullHttpRequest request = new DefaultFullHttpRequest(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpMethod.POST,
                uri.toASCIIString(), Unpooled.wrappedBuffer(msg.getBytes("UTF-8")));

        // 构建http请求
        request.headers().set(HttpHeaders.Names.HOST, "127.0.0.1");
        request.headers().set(HttpHeaders.Names.CONNECTION, HttpHeaders.Values.KEEP_ALIVE);
        request.headers().set(HttpHeaders.Names.CONTENT_LENGTH, request.content().readableBytes());
        // 发送http请求
        ctx.writeAndFlush(request);
    }

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        if (msg instanceof HttpResponse) {
            HttpResponse response = (HttpResponse) msg;
            System.out.println("CONTENT_TYPE:" + response.headers().get(HttpHeaders.Names.CONTENT_TYPE));
        }
        if(msg instanceof HttpContent) {
            HttpContent content = (HttpContent)msg;
            ByteBuf buf = content.content();
            System.out.println(buf.toString(io.netty.util.CharsetUtil.UTF_8));
            buf.release();
        }
    }

服务端接收：

    private HttpRequest request;

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        //http 如果请求没有聚合，则分段传输过来
        if (msg instanceof HttpRequest) {
            request = (HttpRequest) msg;
            String uri = request.uri();
            System.out.println("Uri:" + uri);
        }

        if (msg instanceof HttpContent) {
            HttpContent content = (HttpContent) msg;
            ByteBuf buf = content.content();
            System.out.println(buf.toString(io.netty.util.CharsetUtil.UTF_8));
            buf.release();

            String res = "response from server";
            FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1,
                    OK, Unpooled.wrappedBuffer(res.getBytes("UTF-8")));
            response.headers().set(CONTENT_TYPE, "text/plain");
            response.headers().set(CONTENT_LENGTH, response.content().readableBytes());
            if (HttpHeaders.isKeepAlive(request)) {
                response.headers().set(CONNECTION, HttpHeaders.Values.KEEP_ALIVE);
            }
            ctx.write(response);
            ctx.flush();
        }
    }

4.心跳

这个东西应该是与HTTP长连接或者是websocket一起的，这里独立出来了。
服务端：

                    {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new IdleStateHandler(10, 0, 0, TimeUnit.SECONDS));
                            ch.pipeline().addLast(new WebSocketServiceHandle());
                        }
                    }

handle，如果10秒内没有触发读，那么就会触发userEventTriggered方法。

    int dealTime = 0;

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        InetSocketAddress socketAddress = (InetSocketAddress)ctx.channel().remoteAddress();
        String ip = socketAddress.getHostName() + ":" + socketAddress.getPort();

        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
        String message = byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8);
        System.out.println(ip + ":" + message);
    }

    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        if (dealTime == 2){
            System.out.println("关喽");
            ctx.channel().close();
        }
        dealTime++;
        String recall = "are you alive?" ;
        ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer(recall, Charset.forName("UTF-8"));
        ctx.writeAndFlush(buffer);
        super.userEventTriggered(ctx, evt);
    }

客户端：就是一个简单的应该，连接上之后什么也不干，干等10秒，等待服务端发来询问。

     @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
        String message = byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8);
        System.out.println("message from service: " + message);

        String recall = "hello service i am alive";
        ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer(recall, Charset.forName("UTF-8"));
        ctx.writeAndFlush(buffer);
    }

文件读写、websocket、最终demo。。咕咕咕

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