Netty的介绍与简单使用

一、Netty的优势

尽管我们前面学习NIO的时候，我已经尽可能的简化代码，但是我们依旧会发现，JDK NIO的开发依旧是极为复杂，在业务开发中我们还要考虑到业务的处理流程、业务的复用、请求的并发量、请求过程中的编解码问题、网络传输中的半包粘包问题等等，会进一步增加NIO开发的难度!

• Netty是基于上述难题提供了一个统一的解决方案，Netty提供了一个对于Socket编程的统一模板，即使是一个没有网络编程基础的开发人员，也能够很轻松的开发出一个高并发、低延时的程序!
• Netty提供了很多默认的编解码功能，能够很轻松的实现一些市面上常见的协议比如FTP、HTTP、SMTP、WebSocket等，能够通过很少的几行代码很轻松的解决网络通讯过程中的半包、粘包问题!
• 定制能力强，Netty优秀的代码风格和强大的扩展能力，可以让我们通过ChannelHandler对通信框架进行灵活的扩展，以及通过管道流(PipLine)实现业务功能的相互隔离与复用!
• 成熟、稳定，Netty修复了现在JDK已经发现了的，所有的JDK NIO BUG，其中最著名的就是臭名昭著的JDK空轮训BUG!
• 社区活跃，版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会加入;

二、Netty的架构设计

这是来自官网的一张架构图，我们可以大致的了解Netty的模块!

• Core核心层，是Netty的最主要的实现，后续的所有扩展都建立在Core之上，他提供了事件的可扩展模型、网络通讯编程的通用API、数据零拷贝和数据载体的封装和复用!
• Transport Service服务传输层，Netty提供了底层网络通讯的能力，它抽象了底层网络TCP、UDP等协议的网络通信，使得用户不在为一个网络通信开发的底层技术所头疼，似的注意力能够更加专注于业务!也正是因为这一层的封装，使得NIO/BIO之间能够无缝切换!
• Protocol Support协议层，Netty几乎实现类市面上的大部分主流协议、包括HTTP、SSL、Protobuf、压缩、大文件传输、WebSocket、文本、二进制等主流协议, 而且Netty支持自定义扩展协议。Netty丰富的协议使得用户的开发成本大大降低，使用内置的协议可以很轻松的开发一个类似于Tomcat的Http服务器!

三、Netty的基本使用和介绍

经过上面的介绍，我们大概了解了Netty的基本架构，下面我们会看一下Netty的基本使用，然后我会逐行解析，希望能够通过这一节课帮助大家入门Netty编程，也为后面的源码学习更好的铺垫一下!

1. 开发一个服务端

我们使用Netty开发一个简单的服务端代码：

服务端接收到客户端的消息，打印出来，然后主动中断连接!

启动服务端源代码：

 
public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
    @Override 
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg; 
        try { 
            //转换为字符串 
            String message = byteBuf.toString(StandardCharsets.UTF_8); 
            System.out.println(message); 
        }finally { 
            ReferenceCountUtil.release(byteBuf); 
            ctx.channel().close(); 
        } 
    } 
} 

2. 服务端源代码介绍

EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup(1); 
EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup(); 

定义两个事件循环组，还记得我们第五章将的我们对NIO的优化版本吗?现在暂时你可以把它理解为两个selector组：

• boss内部只包含一个selector选择器，用于接收新连接!
• worker内部默认是CPU*2个selector选择器，用于处理我们的业务逻辑!

boss接收到新连接后，将新连接产生的SocketChannel交给worker线程组处理!用一个现在比较流行的比喻：boss相当于老板，worker相当于工人，boss不处理工作，只负责在外面跑业务拉活谈合同。接到新活之后，就把这个活交给worker来干，自己再去接下一个活!

这两行代码建议参考上一章的NIO的优化版本学习!

ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap(); 

ServerBootstrap是Netty为我们提供的一个快速启动配置类，为什么Netty相较于NIO开发比较简单，就是因为Netty为我们提供了一个网络编程的代码的模板，那么想要使用这些模板，就必须要告诉模板一些必要的参数，供模板读取，而ServerBootstrap正式这个作用，通过初始化的时候，我们设置各种参数，我们将之保存到ServerBootstrap中，后续Netty服务启动的时候，会读取我们初始化的时候配置的各种参数，完成自己的初始化!

serverBootstrap.group(boss, worker) 

将我们前面初始化的两个事件循环组绑定起来，保存到serverBootstrap中，供后续读取!

.channel(NioServerSocketChannel.class) 

我们这里开发的是一个服务端程序，所以我们使用的是NioServerSocketChannel，在Netty中分为两种SocketChannel，一种是NioServerSocketChannel一种是NioSocketChannel，两者都继承与JDK的ServerSocketChannel和SocketChannel，是Netty官方对于通讯管道的扩展:

• NioServerSocketChannel: 服务端通道
• NioSocketChannel: 客户端通道

有关于两个通道，我们后面会详细分析，这里你们先记着，NioServerSocketChannel代表着服务端通道!NioSocketChannel代表着客户端通道，不要搞混了!

.localAddress(8989) 

设置一个端口号，服务端对外暴露的端口号!

.childHandler(new ChannelInitializer() { 
    @Override 
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception { 
        socketChannel.pipeline().addLast(new EchoServerHandler()); 
    } 
}); 

这个代码及其重要，后面也会重点提及，这里主要是做服务编排的，想客户端Socket绑定一个通道，并添加我们的业务处理类 xxxxHandler，当一个客户端连接上服务端后，后续所有的业务处理，都会由这里注册的各种Handler来处理，这就是Netty提供的能够让开发人员专注于业务开发的主要逻辑所在，后面会对这一块代码进行一个重点的讲解，这里也只需要记住，我们注册这些Handler后，客户端发来的数据都会在这些Handler中流转处理!

ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind().sync(); 

上面的初始化完成了，开始进行服务器启动和端口绑定，根据上面设置的端口号绑定，细心的同学可能会发现我还调用了一个sync方法，Netty是基于异步事件来开发的，这里我们进行bind调用之后，因为是异步执行，所以我们并不知道什么时候完成，所以这里调用了一个阻塞的方法(sync)，一直阻塞等待绑定完成后才继续往下走!

channelFuture.channel().closeFuture().sync(); 

获取一个服务端的通道对象，并且对服务端的通道对象添加一个关闭的监听，并调用阻塞方法(sync)，调用后，程序会一直阻塞再这里，等待服务端管道关闭，才会继续往下走!一般来说，服务端管道除非我们主动停机活因为异常崩溃，否则服务端管道会一直存活，那么改程序将会一直阻塞在这里，形成一个服务!

boss.shutdownGracefully(); 
worker.shutdownGracefully(); 

优雅停机，该段程序会将通道标记为不可用状态，等待程序处理完毕后，释放Netty所创建的所有资源!

public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {....} 

当服务端察觉到客户端发来数据时，回调该逻辑!

3. 开发一个客户端

 
public class EchoClient { 
    public static void main(String[] args) { 
        EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup(); 
 
        try { 
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); 
            bootstrap.remoteAddress("127.0.0.1", 8989) 
                    .group(worker) 
                    .channel(NioSocketChannel.class) 
                    .handler(new ChannelInitializer() { 
                        @Override 
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception { 
                            ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler()); 
                        } 
                    }); 
 
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect().sync(); 
            channelFuture.channel().closeFuture().sync(); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            worker.shutdownGracefully(); 
        } 
    } 
} 

客户端处理Handler

 
public class EchoClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
    @Override 
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { 
        ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(); 
        buffer.writeBytes("Hello Netty".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); 
        ctx.channel().writeAndFlush(buffer); 
    } 
} 

4. 客户端源代码介绍

客户端的代码和服务端的代码基本一致，所以这里不做全部讲解，只做不一样的讲解：

EventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup(); 

这里客户端只有一个事件循环组，为什么?因为客户端不存在新连接嘛!

Bootstrap bootstrap = new Bootstrap(); 

这个里和服务端的ServerBootstrap基本一致，是为了保存客户端的配置所设置的一个类!

ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect().sync(); 

连接服务端，并等待链接完成!

Handler的重载方法也发生了变化：

public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {....} 

这里的含义是，当客户端被激活后既链接到服务端后，回调该逻辑!

细心的同学在练习的时候可能会发现一点问题，我们发现客户端会有 handler和childHandler两种方法

.handler() 
//设置服务管道 
.childHandler() 

• handler: 是绑定在 ServerSocketChannel之上的，负责服务端的逻辑处理!
• childHandler: 是绑定在SockerChannel之上的，当客户端绑定成功后，会产生一个SocketChannel对象会调用该handler的绑定!

总结

 

本节课比较简单，主要是对Netty的基本使用有一个比较简单的认知，希望大家课下多练习，争取会简单的使用Netty!