Netty权威指南 第2版学习笔记3——Netty NIO开发指南

Netty入门应用

Netty开发环境的搭建

• 使用Eclipse创建普通Java项目
• 从http://netty.io/ 下载jar包，原5.0版本已被废弃，当前可下载版本为4.1.6版本，使用其中的netty-all-4.1.6.Final.jar，放到项目的lib文件夹。因学习需要，接下来的内容是从其它网站下载5.0版本，以完成课程实验。
• 引用下载jar包

Netty服务端开发

TimeServer.java

package com.phei.netty.bio;

import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

public class TimeServer {
    public void bind(int port)throws Exception{
        //配置服务端的NIO线程组，包包含了一组NIO线程，专门用于网络事件的处理，
        //实际上它们就是Reactor线程组。
        //这里创建了两个，一个用于服务端接受客户端的连接，
        //另一个用于进行SocketChannel的网络读写。
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup=new NioEventLoopGroup();
        try{
            //Netty用于启动NIO服务端的辅助启动类，目的是降低服务端的开发复杂度
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            //将两个NIO线程组当作入参传递到ServerBootstrap中
            b.group(bossGroup,workerGroup)
            //功能对应于JDK NIO类库中的ServerSocketChannel类
            .channel(NioServerSocketChannel.class)
            //配置TCP参数，这里将backlog设置为1024
            .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,1024)
            //绑定I/O事件的处理类ChildChannelHandler，它
            //的作用类似于Reactor模式中的Handler类，主要用于处理网络I/O事件，例如记录日志、对消息进行编解码等。
            .childHandler(new ChildChannelHandler());
            //绑定端口，同步等待成功
            ChannelFuture f=b.bind(port).sync();
            //调用同步阻塞方法sync 等待绑定操作完成，完成后Netty会返回一个ChannelFuture，
            //它的功能类似于JDK 的 java.util.concurrent.Future，主要用于异步操作的通知回调。
            //等待服务端链路关闭之后main函数才退出。
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally{
            //优雅退出，翻放线程池资源
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }

    }
    private class ChildChannelHandler extends ChannelInitializer<SocketChannel>{
        @Override
        protected void initChannel(SocketChannel arg0) throws Exception {
             arg0.pipeline().addLast(new TimeServerHandler());
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        int port=8080;
        new TimeServer().bind(port);
    }
}

TimeServerHandler

package com.phei.netty.bio;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

//从ChannelHandlerAdapter继承，用于对网络事件进行读写操作，通常只需要关注channelRead和exceptionCaught方法
public class TimeServerHandler extends ChannelHandlerAdapter{
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx,Object msg)throws Exception{
        //类型转换，将msg转换为Netty的ByteBuf，类似JDK的java.nio.ByteBuffer对象
        ByteBuf buf=(ByteBuf)msg;
        //获取缓冲区可读字节数，创建byte数组
        byte[] req=new byte[buf.readableBytes()];
        //将缓冲区字节复制到新建的数组中
        buf.readBytes(req);
        //获取请求消息
        String body=new String(req,"UTF-8");
        System.out.println("The time server receive order : "+body);
        String currentTime="QUERY TIME ORDER".equalsIgnoreCase(body)?new java.util.Date(System.currentTimeMillis()).toString():"BAD ORDER";
        ByteBuf resp =Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
        ctx.write(resp);
    }
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx)throws Exception{
        /*将消息发送队列中的消息写入到SocketChannel中发送给对方。
        从性能角度考虑，为了防止频繁地唤醒Selector进行消息发送，
        Netty的write方法并不直接将消息写入SocketChannel中，
        调用write方法只是把待发送的消息放到发送缓冲数组中，
        再通过调用flush方法，将发送的缓冲区的消息全部写到SocketChannel中
        */
        ctx.flush();
    }
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,Throwable cause){
        //发生异常时，关闭ChannelHandlerContext
        ctx.close();
    }
}

Netty客户端开发

TimeClient.java

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
public class TimeClient {
    public void connect(int port,String host) throws Exception{
        EventLoopGroup group=new NioEventLoopGroup();
        try{
            Bootstrap b=new Bootstrap();
            //Channel需要设置为NioSocketChannel，然后为其添加Handler
            b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
            .option(ChannelOption.TCP_NODELAY,true)
            .handler(new ChannelInitializer(){
                //为了简单直接创建匿名内部类，实现initChannel方法
                //其作用是当创建NioSocketChannel成功之后，在进行初始化时，
                //将它的ChannelHandler设置到ChannelPipeline中，用于处理网络I/O事件
                @Override
                public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception{
                    ch.pipeline().addLast(new TimeClientHandler());
                }
            });
            //发起异步连接，然后调用同步方法等待连接成功
            ChannelFuture f=b.connect(host,port).sync();
            //当客户端连接关闭之后，客户端主函数退出，退出前释放NIO线程组的资源
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally{

        }
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port=8080;
        new TimeClient().connect(port, "127.0.0.1");
    }
}

TimeClientHandler.java

import java.util.logging.Logger;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;

public class TimeClientHandler extends ChannelHandlerAdapter{
    private static final Logger logger=Logger.getLogger(TimeClientHandler.class.getName());

    private final ByteBuf firstMessage;

    public TimeClientHandler(){
        byte[] req="QUERY TIME ORDER".getBytes();
        firstMessage=Unpooled.buffer(req.length);
        firstMessage.writeBytes(req);
    }
    /**
     * 当客户端和服务器TCP链路建立成功后，NIO线程会调用channelActive方法
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx){
        //发送查询时间的指令给服务端
        ctx.writeAndFlush(firstMessage);
    }
    /**
     * 当服务端返回应答消息时调用
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx,Object msg)throws Exception{
        ByteBuf buf=(ByteBuf)msg;
        byte[] req=new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(req);
        String body=new String(req,"UTF-8");
        System.out.println("Now is : " + body);
    }
    /**
     * 当发生异常时
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx,Throwable cause){
        logger.warning("Unexpected exception from downstrea : " + cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

上述例程仍没有考虑读半包的处理，但进行性能或者压力测试将不能正确工作。

打包和部署

• Eclipse提供的导出功能
• 使用ant脚本对工程进行打包，一般输出类似 xxxx_install.gz的软件安装包
• 使用Maven进行工程构建，是目前主流的项目管理工具