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这次开发的Netty程序主要是在网络中传输Java对象,传输的对象不仅限于字符串,也可以是自定义的其它类型对象。
前面使用protostuff都是比较单纯地使用,进行简单的一些测试,下面要完成的这个例子功能虽然不复杂,但相对使用起来会比较综合一些。通过序列化工具类的开发、编解码器的开发,然后将其应用到我们的Netty程序当中。
开发这个Netty程序来传输pojo对象是为了后面进行远程过程调用框架的开发做一定的准备,因为在远程调用时,返回的结果就是一个对象,返回的对象类型取决于调用的方法,所以通过Netty程序来传输pojo对象只是开发自定义RPC框架中的一小部分,但却也是十分重要的一部分。
另外需要注意的是,Netty框架本身的使用很重要,而怎么去开发序列化工具类(即如何通过protostuff来开发具有能用性的序列化工具)、如何基于序列化工具类开发Netty的编码器与解码器、如何在Netty中使用自定义开发的编码器与解码器等这些知识都是十重要,而且也是一定要掌握的。
代码中都已经写好了注释,程序是可以直接跑起来的,依赖的相关包,因为使用的是maven工程,所以在后面也会给出pom.xml文件的内容。
工具类的开发过程可以参考前面的文章基于protostuff的序列化工具类开发,下面直接给出具有缓存功能的序列化工具类的代码:
package cn.xpleaf.protostuff.netty.utils;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import com.dyuproject.protostuff.LinkedBuffer;
import com.dyuproject.protostuff.ProtostuffIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
/**
* 具备缓存功能的序列化工具类,基于Protostuff实现(其基于Google Protobuf实现)
*
* @author yeyonghao
*
*/
public class SerializationUtil2 {
// 缓存schema对象的map
private static Map, RuntimeSchema>> cachedSchema = new ConcurrentHashMap, RuntimeSchema>>();
/**
* 根据获取相应类型的schema方法
*
* @param clazz
* @return
*/
@SuppressWarnings({ "unchecked", "unused" })
private RuntimeSchema getSchema(Class clazz) {
// 先尝试从缓存schema map中获取相应类型的schema
RuntimeSchema schema = (RuntimeSchema) cachedSchema.get(clazz);
// 如果没有获取到对应的schema,则创建一个该类型的schema
// 同时将其添加到schema map中
if (schema == null) {
schema = RuntimeSchema.createFrom(clazz);
if (schema != null) {
cachedSchema.put(clazz, schema);
}
}
// 返回schema对象
return schema;
}
/**
* 序列化方法,将对象序列化为字节数组(对象 ---> 字节数组)
*
* @param obj
* @return
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static byte[] serialize(T obj) {
// 获取泛型对象的类型
Class clazz = (Class) obj.getClass();
// 创建泛型对象的schema对象
RuntimeSchema schema = RuntimeSchema.createFrom(clazz);
// 创建LinkedBuffer对象
LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(LinkedBuffer.DEFAULT_BUFFER_SIZE);
// 序列化
byte[] array = ProtostuffIOUtil.toByteArray(obj, schema, buffer);
// 返回序列化对象
return array;
}
/**
* 反序列化方法,将字节数组反序列化为对象(字节数组 ---> 对象)
*
* @param data
* @param clazz
* @return
*/
public static T deserialize(byte[] data, Class clazz) {
// 创建泛型对象的schema对象
RuntimeSchema schema = RuntimeSchema.createFrom(clazz);
// 根据schema实例化对象
T message = schema.newMessage();
// 将字节数组中的数据反序列化到message对象
ProtostuffIOUtil.mergeFrom(data, message, schema);
// 返回反序列化对象
return message;
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.utils;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.MessageToByteEncoder;
/**
* PojoEncoder继承自Netty中的MessageToByteEncoder类,
* 并重写抽象方法encode(ChannelHandlerContext ctx, Object msg, ByteBuf out)
* 它负责将Object类型的POJO对象编码为byte数组,然后写入到ByteBuf中
*
* @author yeyonghao
*
*/
public class EchoEncoder extends MessageToByteEncoder
package cn.xpleaf.protostuff.netty.utils;
import java.util.List;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.handler.codec.MessageToMessageDecoder;
/**
* PojoDecoder继承自Netty中的MessageToMessageDecoder类,
* 并重写抽象方法decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg, List
package cn.xpleaf.protostuff.netty.echoservice;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoRequest;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.utils.EchoDecoder;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.utils.EchoEncoder;
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 EchoServer {
public void bind(int port) throws Exception {
// 配置服务端NIO线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
.childHandler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
// 添加编码器
ch.pipeline().addLast(new EchoDecoder(EchoRequest.class));
// 添加解码器
ch.pipeline().addLast(new EchoEncoder());
// 添加业务处理handler
ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());
}
});
// 绑定端口,同步等待成功,该方法是同步阻塞的,绑定成功后返回一个ChannelFuture
ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
// 等待服务端监听端口关闭,阻塞,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,释放线程池资源
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
if(args != null && args.length > 0) {
try {
port = Integer.valueOf(port);
} catch (NumberFormatException e) {
// TODO: handle exception
}
}
new EchoServer().bind(port);
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.echoservice;
import java.util.UUID;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoRequest;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoResponse;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.User;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
// 接收到的对象的类型为EchoRequest
EchoRequest req = (EchoRequest) msg;
System.out.println(req.getRequestId() + " : " + req.getRequestObj());
// 创建需要传输的user对象
User user = new User();
user.setName("server");
user.setAge(10);
// 创建传输的user对象载体EchoRequest对象
EchoResponse resp = new EchoResponse();
// 设置responseId
resp.setResponseId(UUID.randomUUID().toString());
// 设置需要传输的对象
resp.setResponseObj(user);
// 设置需要传输的对象的类型
resp.setResponseObjClass(resp.getResponseObj().getClass());
// 调用writeAndFlush将数据发送到socketChannel
ctx.writeAndFlush(resp);
}
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.flush();
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
ctx.close();
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.echoservice;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoResponse;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.utils.EchoDecoder;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.utils.EchoEncoder;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
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.NioSocketChannel;
public class EchoClient {
public void connect(int port, String host) throws Exception {
// 配置客户端NIO线程组
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
// 设置TCP连接超时时间
.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 3000)
.handler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
// 添加解码器
ch.pipeline().addLast(new EchoDecoder(EchoResponse.class));
// 添加编码器
ch.pipeline().addLast(new EchoEncoder());
// 添加业务处理handler
ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());
}
});
// 发起异步连接操作(注意服务端是bind,客户端则需要connect)
ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();
// 等待客户端链路关闭
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
// 优雅退出,释放NIO线程组
group.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
int port = 8080;
if(args != null && args.length > 0) {
try {
port = Integer.valueOf(port);
} catch (NumberFormatException e) {
// 采用默认值
}
}
new EchoClient().connect(port, "localhost");
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.echoservice;
import java.util.UUID;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoRequest;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.EchoResponse;
import cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo.User;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
public class EchoClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
// 创建需要传输的user对象
User user = new User();
user.setName("client");
user.setAge(10);
// 创建传输的user对象载体EchoRequest对象
EchoRequest req = new EchoRequest();
// 设置requestId
req.setRequestId(UUID.randomUUID().toString());
// 设置需要传输的对象
req.setRequestObj(user);
// 设置需要传输的对象的类型
req.setRequestObjClass(req.getRequestObj().getClass());
// 调用writeAndFlush将数据发送到socketChannel
ctx.writeAndFlush(req);
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
// 接收到的对象的类型为EchoResponse
EchoResponse resp = (EchoResponse) msg;
System.out.println(resp.getResponseId() + " : " + resp.getResponseObj());
}
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.flush();
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo;
/**
* EchoRequest是client向server端发送数据的传输载体,将需要进行传输的pojo对象统一封装到EchoRequest对象中,
* 这样会为编解码工作带来很大的方便性和统一性,同时也可以携带其它信息, 对于后面对程序进行扩展会有非常大的帮助
*
* @author yeyonghao
*
*/
public class EchoRequest {
private String requestId;
private Object requestObj;
private Class> requestObjClass;
public String getRequestId() {
return requestId;
}
public void setRequestId(String requestId) {
this.requestId = requestId;
}
public Object getRequestObj() {
return requestObj;
}
public void setRequestObj(Object requestObj) {
this.requestObj = requestObj;
}
public Class> getRequestObjClass() {
return requestObjClass;
}
public void setRequestObjClass(Class> requestObjClass) {
this.requestObjClass = requestObjClass;
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo;
/**
* EchoResponse是server向client端发送数据的传输载体,将需要进行传输的pojo对象统一封装到EchoResponse对象中,
* 这样会为编解码工作带来很大的方便性和统一性,同时也可以携带其它信息, 对于后面对程序进行扩展会有非常大的帮助
*
* @author yeyonghao
*
*/
public class EchoResponse {
private String responseId;
private Object responseObj;
private Class> responseObjClass;
public String getResponseId() {
return responseId;
}
public void setResponseId(String responseId) {
this.responseId = responseId;
}
public Object getResponseObj() {
return responseObj;
}
public void setResponseObj(Object responseObj) {
this.responseObj = responseObj;
}
public Class> getResponseObjClass() {
return responseObjClass;
}
public void setResponseObjClass(Class> responseObjClass) {
this.responseObjClass = responseObjClass;
}
}
package cn.xpleaf.protostuff.netty.pojo;
public class User {
private String name;
private int age;
public User() {
}
public User(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
分别执行EchoServer.java
和EchoClient.java
,服务端和客户端输出如下:
服务端:
4b76d70d-7a31-4738-8daa-ca4f40483e7e : User [name=client, age=10]
客户端:
e40b6e34-33a3-485e-bb8f-7157ee324e97 : User [name=server, age=10]
4.0.0
cn.xpleaf
Chapter08
0.0.1-SNAPSHOT
com.google.protobuf
protobuf-java
3.5.1
io.netty
netty-all
4.1.21.Final
com.dyuproject.protostuff
protostuff-core
1.1.3
com.dyuproject.protostuff
protostuff-runtime
1.1.3
org.apache.maven.plugins
maven-compiler-plugin
3.2
1.8
UTF-8
上面其实传输的对象是EchoRequest
和EchoResponse
,虽然其中封装了返回的对象,但由于其定义的类型为Object类型,在上面的例子当中,其实际上是一个User对象,在这个简单的例子当中是可以通过类型转换来进行向下转型的,但实际使用时,封装的Object对象不一定是User对象,但又需要做向下转型,该如何解决这个问题呢?通过动态代理技术可以解决这个问题,后面会进一步改进这个例子使其更具有通用性。