一 概念

Netty 是一款异步的事件驱动的网络应用程序框架，支持快速的开发可维护的高性能的瞄向协议的服务端和客户端

二 核心组件

Channel

Channel是Java NIO的一个基本构造。可以看作是传入或传出数据的载体。因此，它可以被打开或关闭，连接或者断开连接。以下是常用的Channel：

-- EmbeddedChannel
-- LocalServerChannel
-- NioDatagramChannel
-- NioSctpChannel
-- NioSocketChannel

Future

Netty中所有的I/O操作都是异步的。因为一个操作可能不会立即返回，所以我们需要一种在之后的某个时间点确定其结果的方法。

Future 和 回调 是相互补充的机制，提供了另一种在操作完成时通知应用程序的方式。这个对象可以看作是一个异步操作结果的占位符；它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。

Netty 提供了ChannelFuture，用于在执行异步操作的时候使用。每个Netty的出站I/O操作都会返回一个ChannelFuture。ChannelFuture能够注册一个或者多个ChannelFutureListener 实例。监听器的回调方法operationComplete(),将会在对应的操作完成时被调用。

ChannelHandler

Netty 的主要组件是ChannelHandler，它充当了所有处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。

Netty 使用不同的事件来通知我们状态的改变或者是操作的状态，每个事件都可以被分发给ChannelHandler类中某个用户实现的方法。Netty提供了大量预定义的可以开箱即用的ChannelHandler实现，包括用于各种协议的ChannelHandler。

ChannelPipeline提供了ChannelHandler链的容器，并定义了用于在该链上传播入站和出站事件流的API。使得事件流经 ChannelPipeline 是 ChannelHandler 的工作，它们是在应用程序的初始化或者引导阶段被安装的。这些对象接收事件、执行他们所实现的处理逻辑，并将数据传递给链中的下一个ChannelHandler：

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EventLoop

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EventLoop 定义了Netty的核心抽象，用来处理连接的生命周期中所发生的事件，在内部，将会为每个Channel分配一个EventLoop。

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EventLoop的管理是通过EventLoopGroup来实现的。还要一点要注意的是，客户端引导类是 Bootstrap，只需要一个EventLoopGroup。服务端引导类是 ServerBootstrap，通常需要两个 EventLoopGroup，一个用来接收客户端连接，一个用来处理 I/O 事件（也可以只使用一个 EventLoopGroup，此时其将在两个场景下共用同一个 EventLoopGroup）。

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1. 一个 EventLoopGroup 包含一个或者多个EventLoop；
2. 一个 EventLoop 在它的生命周期内只和一个 Thread绑定；
3. 所有由 EventLoop 处理的 I/O 事件都将在它专有的Thread 上被处理；
4. 一个Channel 在它的生命周期内只注册于一个EventLoop；
5. NIO中，一个 EventLoop 分配给多个 Channel（面对多个Channel，一个 EventLoop 按照事件触发，顺序执行）; OIO中，一个 EventLoop 分配给一个 Channel。

Bootstrap 和 ServerBootstrap

BootStarp 和 ServerBootstrap 被称为引导类，指对应用程序进行配置，并使他运行起来的过程。Netty处理引导的方式是使你的应用程序和网络层相隔离。

BootStrap 是客户端的引导类，Bootstrap 在调用 bind()（连接UDP）和 connect()（连接TCP）方法时，会新创建一个 Channel，仅创建一个单独的、没有父 Channel 的 Channel 来实现所有的网络交换

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ServerBootstrap 是服务端的引导类，ServerBootstarp 在调用 bind() 方法时会创建一个ServerChannel 来接受来自客户端的连接，并且该 ServerChannel 管理了多个子 Channel 用于同客户端之间的通信。

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三 架构图

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实战

启动类

package com.imooc.netty.ch3;

import com.imooc.netty.ch6.AuthHandler;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.util.AttributeKey;

/**
 * @author
 */
public final class Server {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
                    .childAttr(AttributeKey.newInstance("childAttr"), "childAttrValue")
                    .handler(new ServerHandler())
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        public void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ch.pipeline().addLast(new AuthHandler());
                            //..

                        }
                    });

            ChannelFuture f = b.bind(8888).sync();

            f.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

逻辑处理类

package com.imooc.netty.ch3;

import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
        System.out.println("channelActive");
    }

    @Override
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) {
        System.out.println("channelRegistered");
    }

    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) {
        System.out.println("handlerAdded");
    }

    @Override
    public void channelRead(final ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        super.channelRead(ctx, msg);

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 耗时的操作
                String result = loadFromDB();

                ctx.channel().writeAndFlush(result);
                ctx.executor().schedule(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        // ...
                    }
                }, 1, TimeUnit.SECONDS);

            }
        }).start();
    }

    private String loadFromDB() {
        return "hello world!";
    }
}

服务端channel创建过程

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    final ChannelFuture initAndRegister() {
        Channel channel = null;

        try {
            channel = this.channelFactory.newChannel();
            this.init(channel);
            ....

反射创建服务端Channel

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初始化服务端Channel

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注册selector

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端口绑定

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总结
服务端的channel初始化完成以后，也会被channelhandler处理

参考

1. Netty 系列一（核心组件和实例）.