Netty是一个基于NIO的网络框架，它极大的简化并优化了TCP和UDP套接字服务器等网络编程，并且性能以及安全性等方面都具备优势，并且支持多种协议 ，如 FTP，SMTP，HTTP 以及各种二进制和基于文本的传统协议。
下面先看一个简单的Netty案例：
- 服务端代码
@Slf4j
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//创建BossGroup和WorkerGroup
//说明：
//1. 创建两个线程组bossGroup和workerGroup
//2. bossGroup只是处理链接请求，真正的和客户端业务处理，会交给workerGroup
//3. 两个都是无限循环的
//4. bossGroup和workerGroup含有子线程的（NioEventLoop）的个数，默认实际cup核数*2
NioEventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
NioEventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(8);
try {
/**
* 创建服务器端的启动对象，配置参数
*/
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
/**
* 使用链式变成来进行设置
*/
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //设置两个线程组
.channel(NioServerSocketChannel.class) //使用NioSocketChannel作为服务器的通道
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) //设置线程队列等待连接个数
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//设置workerGroup的eventLoop对应的管道处理器
//给pipeline设置处理器
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//可以使用集合管理SocketChannel，在推送消息时，可以将业务加入到各个chanel对应的NIOEventLoop的taskQueue或ScheduleTaskQueue
log.info("客户端SocketChannel hashCode={}", socketChannel.hashCode());
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
});
log.info("服务器 is ready...");
//涉及netty异步模型
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(6668).sync(); //绑定一个端口，并且同步,启动服务器
//给channelFuture注册监听器，监控我们关系的事件
channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
if(future.isSuccess()) {
log.info("监听端口6668成功");
}else {
log.info("监听端口失败");
}
}
});
log.info("判断是否是异步操作");
//对关闭通道进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
} finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
- 自定义handler
/**
* 自定义handler， 需要继承netty规定好的某个handlerAdapter
*/
@Slf4j
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
/**
* 读取数据，客户端发送的消息
*
* @param ctx 上线文对象，含有管道pipeline，通道，地址
* @param msg 客户端发送的数据，默认是Object
* @throws Exception
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
//将msg转换成byteBuf, netty提供的，不是NIO的byteBuffer
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
log.info("客户端发送的消息是:{}", buf.toString(UTF_8));
log.info("客户端地址：{}", ctx.channel().remoteAddress());
}
/**
* 读取数据完毕
* @param ctx
* @throws Exception
*/
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//发送数，需要进行编码
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello 客户端", UTF_8));
}
/**
* 处理异常，一般需要关闭通道
* @param ctx
* @param cause
* @throws Exception
*/
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
log.info("发生异常，关闭通道");
ctx.close();
}
}
下面详细介绍下Netty的核心组件，都是在上面案例使用过的。
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中的Bootstrap类是客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap是服务端启动引导类
-
常见的方法
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup) //用户服务端设置两个EventLoopGroup public B channel(Class<? extends C> channelClass) //设置一个服务器端的通道实现 public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value) //给ServerChannel添加配置 public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value)//用来给接收到的通道添加配置 public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)//设置业务处理类（自定义的handler) childHandler 对应workerGroup public ChannelFuture bind(int inetPort) //用户服务定，设置绑定的端口号 public B handler(ChannelHandler handler) //该handler对应BossGroup生效， public ChannelFuture connect(SocketAddress remoteAddress)//用户客户端，用来连接服务器
EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup
EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 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 提供 next 接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop来处理任务。在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup，例如：BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。
-
通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel对应一个Selector 和一个EventLoop线程。BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 IO 处理，如下图所示
image-20201129201931515.png
BossEventLoopGroup 通常是一个单线程的 EventLoop，EventLoop 维护着一个注册了ServerSocketChannel 的 Selector 实例BossEventLoop 不断轮询 Selector 将连接事件分离出来
通常是 OP_ACCEPT 事件，然后将接收到的 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup
WorkerEventLoopGroup 会由 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
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常用方法
public NioEventLoopGroup()，构造方法
public Future<?> shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程
Channel
Netty网络通信的组件，能够用于执行网络I/O操作
通过Channel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（如接受缓冲区大小）
Channel提供异步的网络I/O操作（如建立连接connect()，读写 read()、write()，绑定端口 bing()），异步调用意味着任何I/O调用都将立即返回，并不保证在调用结束时，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操作成功，失败或取消时回调通知调用方
支持关联I/O操作与对应的处理程序
不同协议、不同的阻塞类型的连接逗游不同的Channel类型与之对应，常见的Channel类型：
NioSocketChannel //异步客户端TCP Socket连接
NioServerSocketChannel //异步的服务端TCP Socket连接
NioDatagramChannel //异步的UDP连接
NioSctpChannel //异步的客户端Sctp连接
NioSctpServerChannel //异步的Sctp的服务端连接，这些通道涵盖了UDP和TCP网络IO以及文件IO
Future、channelFuture
netty中所有的IO操作都是异步的，不能立刻得到消息是否被正确处理。但是可以过一会等到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ChannelFutures，他们可以注册一个监听，当操作执行成功或者失败时监听会自动触发注册的监听事件。
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常见方法有
public interface ChannelFuture extends Future<Void> { Channel channel();//返回当前执行IO操作的通道 ChannelFuture addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>> var1); ...... ChannelFuture sync() throws InterruptedException; //等待异步操作执行完毕 }
ChanelHandler
- 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(业务处理链)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
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ChannelHanler及其实现类一览图
image-20201129151459934.png
Pipeline和ChannelPipeline
ChannelPipeline是一个Handler集合，它负责处理和拦截inbound或者outbound的事件和操作，相当于一个贯穿Netty的链（也可以这样理解：ChannelPipeline是保存ChannelHandler的List，用于处理或拦截Channel的入站和出站事件）
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 互相交互。
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在Netty中每个Channel都有且仅有一个ChannelPipeline与之对应，它们组成关系如下：
image-20201129172333074.png- 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，两种类型的 handler 互不干扰
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常用方法
ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的第一个位置 ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的最后一个位置
ChannelHandlerContext
保存 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.
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常用方法
ChannelFuture close()，关闭通道
ChannelOutboundInvoker flush()，刷新
ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) ， 将 数 据 写 到 ChannelPipeline 中 当 前
ChannelHandler 的下一个 ChannelHandler 开始处理（出站）
