《Netty in Action》读书笔记

Netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.

在看微博开源的rpc框架motan的过程中，了解到其使用了Netty构建客户和服务端，为了理解motan的源码于是找了Netty的相关书籍，其中之一就是《Netty In Action》，该书作者之一就是Netty的主力开发人员之一Norman Maurer。

书主要分为四个部分:

1. Netty概念和架构：提供了简单点示例，介绍了组件及其设计和架构
2. Codecs：详细介绍了编码和解码的实现
3. 网络协议：WebSocket和UDP
4. 案例研究：Droply, Firebase, Urban Airship, Nifty, Swift和Fiangle

Netty In Action

读完全书，对于Netty有了个基本的了解，可以尝试用其开发异步的网络服务例如企业自己的rpc框架，或者提供一些异步的高性能服务。

接下来把书中的内容做个梳理和介绍。

组件和架构

Netty组件包括如下几个类型：

• Channel: 通道，表示到一些实体例如网络socket和文件的连接，通过它能执行I/O操作，比如读和写。生命周期中状态转换依次为：Unregistered (已创建未和注册到EventLoop)，Registered(注册到EventLoop)，Active(已连接到远程，可以接收和发送数据)和Inactive(断开连接)。

A Channel is a basic construct of Java NIO, it represents an open connection to an entity such as a hardware device, a file, a network socket, or a program component that is capable of performing one or more distinct I/O operations, for example reading or writing.

• EventLoop & EventLoopGroup：一个EventLoopGroup包含一个或多个EventLoop，EventLoop通过一个线程处理所有的I/O事件，其被委派给一个或者多个Channel，一个Channel在其生命周期内只注册到一个的EventLoop。

https://en.wikipedia.org/wiki/Event_loop: the event loop, message dispatcher, message loop, message pump, or run loop is a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.

Channels, EventLoops, and EventLoopGroups

• ChannelFuture：注册监听器到异步的I/O操作，操作完成时监听器将被通知到。

• ChannelHandler & ChannelHandlerContext：处理进入和输出的数据，有多种类型的handler。

• ChannelPipeline：每一个Channel都会关联到一个ChannelPipeline，一个Channel一个ChannelPipeline其包含多个ChannelHandler，一个事件经过pipeline时里面所有的handler都会被按照加入顺序执行来处理事件。

• BootStrap and ServerBootStrap：Bootstrap用来连接远程主机，有1个EventLoopGroup；ServerBootstrap用来绑定本地端口，有2个EventLoopGroup：一个与server自己的监听socket关联，对于所有进入的request创建channel，一个用来处理创建好的channel，分派EventLoop给channel。

一些功能

ByteBuf - Netty的数据容器

数据容器，用于数据的读写，ByteBuf有两种使用模式：堆缓冲区(HEAP BUFFERS：copy and write)，直接缓冲(DIRECT BUFFER：zero copy)和组合缓冲(COMPOSITE BUFFERS： aggregate to avoid concating by copying multiple buffers)，第一种在JVM的堆存储数据，第二种是在堆外存储，最后一种是在聚合多个不同的ByteBuff。Netty提供了allocator分配池化的ByteBuf以便更好的利用内存，同时也提供了非池化的实现。

编解码(Codec)

Codec组件包括encoder和decoder，是Netty的一个重要组成部分，用来做数据转换在网络传输和应用数据，重用比如有ByteToMessageDecoder，MessageToMessageDecoder，MessageToByteEncoder，MessageToMessageEncoder或ByteToMessageCodec和MessageToMessageCodec其同时包含decode和encode。Codec是pipeline的一部分，与其他handler一起顺序执行，例如对于输入的数据先decode然后送到后续的handler。

安全

• SSL/TSL/HTTPS：利用SslHandler，SslEngine和SSLEngine来加密和解密数据。

传输和不同协议的支持

• WebSocket
• UDP
• MQTT
• Protocol Buffer
• Thrift

具体实现和案例

客户端实现注意事项

• Channel的长链接和重用？例如像motan用apache的object pool缓存channel
• 如何配置和发现服务？ZooKeeper或Consul或者其他？
• 心跳实现？
• 数据传输的安全性？

服务端实现注意事项

• 如何注册服务？ZooKeeper或Consul或者其他？
• 使用线程池来处理request
• 降级开关
• 调用统计和监控

motan是一个很好的参看，架构清晰，代码模块化，简单明了和测试也比较全面。

参考

• 微博motan
• Netty5.0 Overview
• 《Netty 实战(精髓)》
• Netty案例集锦之多线程篇
• Netty案例集锦之多线程篇续