1.简介

Netty是为了快速开发可维护的高性能、高可扩展、网络服务器和客户端程序而提供的异步事件驱动基础框架和工具。换句话说，Netty是一个Java NIO客户端/服务器框架

2.Netty目标

使开发可以做到“快速和轻松”
做到高性能和高扩展

3.创建第一个Netty项目

        <dependency>
            <groupId>io.netty</groupId>
            <artifactId>netty-all</artifactId>
            <version>${netty.version}</version>
        </dependency>

public class NettyDiscardServer {
    private final int serverPort;
    ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();

    public NettyDiscardServer(int port) {
        this.serverPort = port;
    }

    public void runServer() {
        //创建reactor 线程组
        EventLoopGroup bossLoopGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workerLoopGroup = new NioEventLoopGroup();

        try {
            //1 设置reactor 线程组
            b.group(bossLoopGroup, workerLoopGroup);
            //2 设置nio类型的channel
            b.channel(NioServerSocketChannel.class);
            //3 设置监听端口
            b.localAddress(serverPort);
            //4 设置通道的参数
            b.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
            b.option(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);
            b.childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT);

            //5 装配子通道流水线
            b.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                //有连接到达时会创建一个channel
                protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                    // pipeline管理子通道channel中的Handler
                    // 向子channel流水线添加一个handler处理器
                    ch.pipeline().addLast(new NettyDiscardHandler());
                }
            });
            // 6 开始绑定server
            // 通过调用sync同步方法阻塞直到绑定成功
            ChannelFuture channelFuture = b.bind().sync();
            Logger.info(" 服务器启动成功，监听端口: " +
                    channelFuture.channel().localAddress());

            // 7 等待通道关闭的异步任务结束
            // 服务监听通道会一直等待通道关闭的异步任务结束
            ChannelFuture closeFuture = channelFuture.channel().closeFuture();
            closeFuture.sync();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 8 优雅关闭EventLoopGroup，
            // 释放掉所有资源包括创建的线程
            workerLoopGroup.shutdownGracefully();
            bossLoopGroup.shutdownGracefully();
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int port = NettyDemoConfig.SOCKET_SERVER_PORT;
        new NettyDiscardServer(port).runServer();
    }
}

客户端代码：

public class EchoClient {

    public void start() throws IOException {

        InetSocketAddress address =
                new InetSocketAddress(NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_IP,
                        NioDemoConfig.SOCKET_SERVER_PORT);

        // 1、获取通道（channel）
        SocketChannel socketChannel = SocketChannel.open(address);
        // 2、切换成非阻塞模式
        socketChannel.configureBlocking(false);
        //不断的自旋、等待连接完成，或者做一些其他的事情
        while (!socketChannel.finishConnect()) {

        }
        Print.tcfo("客户端启动成功！");

        //启动接受线程
        Processer processer = new Processer(socketChannel);
        new Thread(processer).start();

    }

    static class Processer implements Runnable {
        final Selector selector;
        final SocketChannel channel;

        Processer(SocketChannel channel) throws IOException {
            //Reactor初始化
            selector = Selector.open();
            this.channel = channel;
            channel.register(selector,
                    SelectionKey.OP_READ | SelectionKey.OP_WRITE);
        }

        public void run() {
            try {
                while (!Thread.interrupted()) {
                    selector.select();
                    Set<SelectionKey> selected = selector.selectedKeys();
                    Iterator<SelectionKey> it = selected.iterator();
                    while (it.hasNext()) {
                        SelectionKey sk = it.next();
                        if (sk.isWritable()) {
                            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(NioDemoConfig.SEND_BUFFER_SIZE);

                            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                            Print.tcfo("请输入发送内容:");
                            if (scanner.hasNext()) {
                                SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) sk.channel();
                                String next = scanner.next();
                                buffer.put((Dateutil.getNow() + " >>" + next).getBytes());
                                buffer.flip();
                                // 操作三：通过DatagramChannel数据报通道发送数据
                                socketChannel.write(buffer);
                                buffer.clear();
                            }

                        }
                        if (sk.isReadable()) {
                            // 若选择键的IO事件是“可读”事件,读取数据
                            SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) sk.channel();

                            //读取数据
                            ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                            int length = 0;
                            while ((length = socketChannel.read(byteBuffer)) > 0) {
                                byteBuffer.flip();
                                Logger.info("server echo:" + new String(byteBuffer.array(), 0, length));
                                byteBuffer.clear();
                            }

                        }
                        //处理结束了, 这里不能关闭select key，需要重复使用
                        //selectionKey.cancel();
                    }
                    selected.clear();
                }
            } catch (IOException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new EchoClient().start();
    }
}

4.Reactor反应器模式

4.1Reactor反应器模式中IO事件的处理流程

image.png

1.通道注册
2.查询选择
3.事件分发
4.io操作和业务处理

4.2Netty中的Channel通道组件

反应器模式和通道紧密相关，反应器的查询和分发的IO事件都来自于Channel通道组件。
Netty中不直接使用Java NIO的Channel通道组件，对Channel通道组件进行了自己的封装。
Netty还能处理Java的面向流的OIO（Old-IO，即传统的阻塞式IO）
Netty中的每一种协议的通道，都有NIO（异步IO）和OIO（阻塞式IO）两个版本

image.png

4.3Netty中的Reactor反应器

Netty中的反应器有多个实现类，与Channel通道类有关系。对应于NioSocketChannel通道，Netty的反应器类为：NioEventLoop。
NioEventLoop类绑定了两个重要的Java成员属性：一个是Thread线程类的成员，一个是Java NIO选择器的成员属性。

4.4 Netty中的Handler处理器

Netty的Handler处理器分为两大类：第一类是ChannelInboundHandler通道入站处理器；第二类是ChannelOutboundHandler通道出站处理器。二者都继承了ChannelHandler处理器接口

4.5Netty的流水性模式

（1）反应器（或者SubReactor子反应器）和通道之间是一对多的关系：一个反应器可以查询很多个通道的IO事件。
（2）通道和Handler处理器实例之间，是多对多的关系：一个通道的IO事件被多个的Handler实例处理；一个Handler处理器实例也能绑定到很多的通道，处理多个通道的IO事件。
Netty设计了一个特殊的组件，叫作ChannelPipeline（通道流水线），它像一条管道，将绑定到一个通道的多个Handler处理器实例，串在一起，形成一条流水线。

Netty原理与基础（一）