Java NIO框架Netty（一） – 原理和使用-Hello world

1,Netty原理和使用

　　Netty是一个高性能 事件驱动的异步的非堵塞的IO(NIO)框架，用于建立TCP等底层的连接，基于Netty可以建立高性能的Http服务器。支持HTTP、 WebSocket 、Protobuf、 Binary TCP |和UDP，Netty已经被很多高性能项目作为其Socket底层基础，如HornetQ Infinispan Vert.x
Play Framework Finangle和 Cassandra。其竞争对手是：Apache MINA和 Grizzly。

　　　传统堵塞的IO读取如下：

InputStream is = new FileInputStream(“input.bin”);
int byte = is.read(); // 当前线程等待结果到达直至错误

　　　而使用NIO如下：

while (true) {
　selector.select(); // 从多个通道请求事件
　Iterator it = selector.selectedKeys().iterator();
　while (it.hasNext()) {
　　SelectorKey key = (SelectionKey) it.next();
　　handleKey(key);
　　it.remove();
　}
｝

堵塞与非堵塞原理

　　传统硬件的堵塞如下，从内存中读取数据，然后写到磁盘，而CPU一直等到磁盘写完成，磁盘的写操作是慢的，这段时间CPU被堵塞不能发挥效率。
　　

　　使用非堵塞的DMA如下图：CPU只是发出写操作这样的指令，做一些初始化工作，DMA具体执行，从内存中读取数据，然后写到磁盘，当完成写后发出一个中断事件给CPU。这段时间CPU是空闲的，可以做别的事情。这个原理称为Zero.copy零拷贝。
　　

　　Netty底层基于上述Java NIO的零拷贝原理实现：
　　
　　

2,Hello world

程序员们习惯的上手第一步，自然是”Hello world”，不过Netty官网的例子却偏偏抛弃了”Hello world”。那我们就自己写一个最简单的”Hello world”的例子，作为上手。

编写服务端代码

    /** 
     * Netty 服务端代码 
     *  
     * @author lichch

     */  
    public class HelloServer {  

        public static void main(String args[]) {  
            // Server服务启动器  
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(  
                    new NioServerSocketChannelFactory(  
                            Executors.newCachedThreadPool(),  
                            Executors.newCachedThreadPool()));  
            // 设置一个处理客户端消息和各种消息事件的类(Handler)  
            bootstrap  
                    .setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {  
                        @Override  
                        public ChannelPipeline getPipeline()  
                                throws Exception {  
                            return Channels  
                                    .pipeline(new HelloServerHandler());  
                        }  
                    });  
            // 开放8000端口供客户端访问。  
            bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8000));  
        }  

        private static class HelloServerHandler extends  
                SimpleChannelHandler {  

            /** 
             * 当有客户端绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm server." 
             *  

             * @author lichch
             */  
            @Override  
            public void channelConnected(  
                    ChannelHandlerContext ctx,  
                    ChannelStateEvent e) {  
                System.out.println("Hello world, I'm server.");  
            }  
        }  
    }  


**客户端代码** 

/**
* Netty 客户端代码
*
* @author lichch

 */  
public class HelloClient {  

    public static void main(String args[]) {  
        // Client服务启动器  
        ClientBootstrap bootstrap = new ClientBootstrap(  
                new NioClientSocketChannelFactory(  
                        Executors.newCachedThreadPool(),  
                        Executors.newCachedThreadPool()));  
        // 设置一个处理服务端消息和各种消息事件的类(Handler)  
        bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {  
            @Override  
            public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {  
                return Channels.pipeline(new HelloClientHandler());  
            }  
        });  
        // 连接到本地的8000端口的服务端  
        bootstrap.connect(new InetSocketAddress(  
                "127.0.0.1", 8000));  
    }  

    private static class HelloClientHandler extends SimpleChannelHandler {  


        /** 
         * 当绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm client." 
         *  

         * @author lichch
         */  
        @Override  
        public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx,  
                ChannelStateEvent e) {  
            System.out.println("Hello world, I'm client.");  
        }  
    }  
}  

“`

小结

Netty中，需要区分Server和Client服务。所有的Client都是绑定在Server上的，他们之间是不能通过Netty直接通信的。（自己采用的其他手段，不包括在内。）。白话一下这个通信过程，Server端开放端口，供Client连接，Client发起请求，连接到Server指定的端口，完成绑定。随后便可自由通信。其实就是普通Socket连接通信的过程。

Netty框架是基于事件机制的，简单说，就是发生什么事，就找相关处理方法。就跟着火了找119，抢劫了找110一个道理。所以，这里，我们处理的是当客户端和服务端完成连接以后的这个事件。什么时候完成的连接，Netty知道，他告诉我了，我就负责处理。这就是框架的作用。Netty，提供的事件还有很多，以后会慢慢的接触和介绍。