学习netty之前，要先了解操作系统中的IO、零拷贝（已经附上链接了）
一、netty的简单介绍
- Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架，现为 Github 上的独立项目。
- Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架，用以快速开发高性能、高可靠性的网络 IO 程序。
- Netty 主要针对在 TCP 协议下，面向 Client 端的高并发应用，或者 **Peer-to-Peer **场景下的大量数据持续传输的应用。
- Netty 本质是一个 NIO 框架，适用于服务器通讯相关的多种应用场景。
- Dubbo 协议默认使用 Netty 作为基础通信组件，用于实现各进程节点之间的内部通信
为什么有了netty框架
原生的NIO存在问题：
- NIO的类库和API繁杂：需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer
- 要熟悉Java多线程编程，因为NIO编程涉及到Reactor模式
- Selector可能出现空轮询，占用CPU资源
netty是对NIO进行封装，解决了上述问题：
- 设计优雅：
适用于各种传输类型的统一API，阻塞和非阻塞Socket；
基于灵活且可扩展的事件模型，可以清晰地分离关注点；
高度可定制的线程模型 - 高性能、吞吐量更高：
延迟更低；
减少资源消耗；
最小化不必要的内存复制。 - 安全：完整的 SSL/TLS 和 StartTLS 支持。
- 社区活跃、不断更新
二、线程模式
下面讲解的是netty线程模式的由来
现有的线程模式：
- BIO的传统阻塞IO服务模型
- NIO的Reactor模型
单 Reactor 单线程；
单 Reactor多线程；
主从 Reactor多线程
2.1 BIO的传统阻塞IO服务模型
1、每个连接都需要独立的线程完成数据的输入，业务处理，数据返回。当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源。
2、连接创建后，如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在 Handler对象中的read 操作，导致上面的处理线程资源浪费。
2.2 NIO的Reactor模型
基于I/O多路复用模型：多个客户端进行连接，先把连接请求给Reactor，多个连接共用一个阻塞对象Reactor，由Reactor负责监听和分发，当客户端连接没有数据时不会阻塞线程。
基于线程池复用线程资源：不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，一个线程可以处理多个连接的业务。（解决了当并发数很大时，会创建大量线程，占用很大系统资源）
Reactor模式中核心组成：
- Reactor：在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理线程来对IO事件做出反应。
- Handlers：处理线程执行IO事件。
单Reactor单线程
特点：
- 该模型简单没有多线程的竞争，由一个线程完成所有的操作（监听、分发、执行），没有充分利用多核CPU
- 因为Reactor是单线程运行，因此在处理某个handler的IO事件时，其他的handler需要进行等待，等待时间长因为该线程还要处理业务；
- 当Reactor出现问题，就会造成业务模块不可用
上图解析：
- Reactor对象通过select监控客户端请求事件，收到事件后通过dispatch 进行分发
- 如果是建立连接请求事件，则由Acceptor通过accept处理连接请求，然后创建一个 Handler 对象处理连接完成后的后续业务处理
- 如果不是建立连接事件，则Reactor会分发处理线程来处理Handler的IO事件（完成 Read → 业务处理 → send 的完整业务流程）
单Reactor多线程
特点：
- 充分利用多核CPU，可能出现多线程竞争
- 因为Reactor是单线程运行，因此在处理某个handler的IO事件时，其他的handler需要进行等待，等待时间短因为处理业务交给worker线程池执行；
- Reactor承担所有的事件的监听和响应，它是单线程运行，在高并发场景容易出现性能瓶颈
- 当Reactor出现问题，就会造成业务模块不可用
上图解析：
- Reactor对象通过select监控客户端请求事件，收到事件后，通过Dispatch 进行分发
- 如果是建立连接请求事件，则由Acceptor通过accept处理连接请求，然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件
- 如果不是连接请求事件，则Reactor会分发处理线程来处理Handler的IO事件，handler只负责响应事件（read、send），不做具体的业务处理交给worker线程池执行（这样不会使handler阻塞太久）
- worker线程池会分配独立的worker线程完成真正的业务，并将结果返回给handler，handler收到响应后，通过send将结果返回给client
主从Reactor多线程
特点：
- 主Reactor可已有多个，从Reactor也可以有多个
- 主Reactor负责处理建立连接请求事件，从Reactor负责处理业务请求事件
- 当从Reactor出现问题，可以调用其他的从Reactor提供服务
上图解析：
- Reactor主线程 MainReactor对象通过select监听连接事件，收到事件后，通过Acceptor的accept处理连接事件
- 当Acceptor处理连接事件后，MainReactor将连接分配给SubReactor，subreactor将连接加入到连接队列进行监听，并创建handler进行各种事件处理
- 当有新事件发生时，subreactor就会分发处理线程来处理handler，handler通过read读取数据，分发给后面的worker线程池处理。
- worker线程池分配独立的worker线程进行业务处理，并返回结果。handler 收到响应的结果后，再通过send将结果返回给client
- Reactor主线程可以对应多个Reactor子线程，即MainRecator可以关联多个 SubReactor
生活中的体现：
单 Reactor 单线程：前台接待员和服务员是同一个人，全程为顾客服务
单 Reactor 多线程：1 个前台接待员，多个服务员，接待员只负责接待
主从 Reactor 多线程：多个前台接待员，多个服务生
2.3 netty线程模型
netty线程模型主要是依据主从Reactor多线程
-
BossGroup中的NioEventLoop就像MainReactor可以有多个，WorkerGroup中的NioEventLoop就像SubReactor一样可以有多个。
-
Netty抽象出两组线程池，BossGroup专门负责接收客户端的连接，WorkerGroup专门负责网络的读写
-
BossGroup和WorkerGroup类型都是NioEventLoopGroup，NioEventLoopGroup相当于一个事件循环组，这个组中含有多个事件循环，每一个事件循环是NioEventLoop（NioEventLoopGroup可以有多个线程，即可以含有多个NioEventLoop）
-
NioEventLoop表示一个不断循环的执行处理任务的线程，每个 NioEventLoop都有一个Selector，用于监听绑定在其上的socket的网络通讯
-
每个BossGroup下面的NioEventLoop循环执行的步骤有3步：
1、轮询 accept 事件
2、处理 accept 事件，与 client 建立连接，生成NioSocketChannel，并将其注册到某个WorkerGroup的NioEventLoop上的Selector
3、继续处理任务队列的任务，即runAllTasks -
每个WorkerGroup下面的NioEventLoop循环执行的步骤有3步：
1、轮询 read，write 事件
2、处理 I/O 事件，即 read，write 事件，在对应NioSocketChannel处理
3、处理任务队列的任务，即runAllTasks -
每个WorkerGroup的NioEventLoop处理业务时，会使用pipeline（管道），pipeline中包含了channel（通道），即通过pipeline可以获取到对应通道，每个通道中都有一个channelPipeline维护了很多的处理器channelhandler。
netty案例-TCP服务
服务端：
NettyServer
NettyServer代码
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建BossGroup 和 WorkerGroup
//说明
//1. 创建两个线程组 bossGroup 和 workerGroup
//2. bossGroup 只是处理连接请求 , 真正的和客户端业务处理，会交给 workerGroup完成
//3. 两个都是无限循环
//4. bossGroup 和 workerGroup 含有的子线程(NioEventLoop)的个数
// 默认实际 cpu核数 * 2
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8
try {
//创建服务器端的启动对象，配置参数
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
//使用链式编程来进行设置
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //设置两个线程组
.channel(NioServerSocketChannel.class) //使用NioSocketChannel 作为服务器的通道实现
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 设置线程队列等待连接个数
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态
// .handler(null) // 该 handler对应 bossGroup , childHandler 对应 workerGroup
.childHandler(new ChannelInitializer() {//创建一个通道初始化对象(匿名对象)
//给pipeline 设置处理器
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
System.out.println("客户socketchannel hashcode=" + ch.hashCode()); //可以使用一个集合管理 SocketChannel， 再推送消息时，可以将业务加入到各个channel 对应的 NIOEventLoop 的 taskQueue 或者 scheduleTaskQueue
ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
}); // 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道设置处理器
System.out.println(".....服务器 is ready...");
//绑定一个端口并且同步生成了一个 ChannelFuture 对象（也就是立马返回这样一个对象）
//启动服务器(并绑定端口)
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).sync();
//给cf 注册监听器，监控我们关心的事件
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
if (cf.isSuccess()) {
System.out.println("监听端口 6668 成功");
} else {
System.out.println("监听端口 6668 失败");
}
}
});
//对关闭通道事件 进行监听
cf.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
NettyServerHandler
NettyServerHandler代码
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*
说明
1. 我们自定义一个Handler 需要继承netty 规定好的某个HandlerAdapter(规范)
2. 这时我们自定义一个Handler , 才能称为一个handler
*/
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//读取数据事件(这里我们可以读取客户端发送的消息)
/*
1. ChannelHandlerContext ctx:上下文对象, 含有 管道pipeline , 通道channel, 地址
2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName() + " channle =" + ctx.channel());
System.out.println("server ctx =" + ctx);
System.out.println("看看channel 和 pipeline的关系");
Channel channel = ctx.channel();
ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链表
//将 msg 转成一个 ByteBuf
//ByteBuf 是 Netty 提供的，不是 NIO 的 ByteBuffer.
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("客户端发送消息是:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("客户端地址:" + channel.remoteAddress());
}
//数据读取完毕
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//writeAndFlush 是 write + flush
//将数据写入到缓存，并刷新
//一般讲，我们对这个发送的数据进行编码
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", CharsetUtil.UTF_8));
}
//发生异常后, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
客户端：
NettyClient
NettyClient代码
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
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 NettyClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//客户端需要一个事件循环组
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//创建客户端启动对象
//注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
//设置相关参数
bootstrap.group(group) //设置线程组
.channel(NioSocketChannel.class) // 设置客户端通道的实现类(反射)
.handler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler()); //加入自己的处理器
}
});
System.out.println("客户端 ok..");
//启动客户端去连接服务器端
//关于 ChannelFuture 要分析，涉及到netty的异步模型
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6668).sync();
//对关闭通道事件 进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}
NettyClientHandler
NettyClientHandler代码
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//当通道就绪就会触发该方法
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("client " + ctx);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, server: (>^ω^<)喵", CharsetUtil.UTF_8));
}
//当通道有读取事件时，会触发
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("服务器回复的消息:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("服务器的地址： "+ ctx.channel().remoteAddress());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
netty中的参数组件
1、Bootstrap、ServerBootstrap
Bootstrap 意思是引导，一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始，主要作用是配置整个 Netty 程序，串联各个组件，Netty 中 Bootstrap 类是客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap 是服务端启动引导类。
2、Future、ChannelFuture
Netty 中所有的 IO 操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以立即返回一个ChannelFuture，它可以注册一个监听，当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件
- Channel channel()，返回当前正在进行 IO 操作的通道
- ChannelFuture sync()，等待异步操作执行完毕，同步执行注册的监听事件
Future-Listener 机制
当Future对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的 ChannelFuture来获取操作执行的状态，注册监听函数来执行完成后的操作。
- 通过 isDone 方法来判断当前操作是否完成；
- 通过 isSuccess 方法来判断已完成的当前操作是否成功；
- 通过 getCause 方法来获取已完成的当前操作失败的原因；
- 通过 isCancelled 方法来判断已完成的当前操作是否被取消；
- 通过 addListener 方法来注册监听器，当操作已完成（isDone方法返回完成），将会通知指定的监听器；
3、Channel
- Netty 网络通信的组件，能够用于执行网络 I/O 操作。
- Netty 网络通信的组件，能够用于执行网络 I/O 操作。
- Channel 提供异步的网络 I/O 操作(如建立连接，读写，绑定端口)，异步调用意味着任何 I/O 调用都将立即返回一个ChannelFuture，并且不保证在调用结束时所请求的 I/O 操作已完（后期通过ChannelFuture的方法查看异步执行结果）
- 不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应
NioSocketChannel，异步的客户端 TCP Socket 连接。
NioServerSocketChannel，异步的服务器端 TCP Socket 连接。
NioDatagramChannel，异步的 UDP 连接。
4、Selector
- Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用，通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件。
- 当向一个 Selector 中注册 Channel 后，Selector 内部的机制就可以自动不断地查询（Select）这些注册的 Channel 是否有已就绪的 I/O 事件（例如可读，可写，网络连接完成等），这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel
5、ChannelHandler 及其实现类
- ChannelHandler 是一个接口，处理 I/O 事件或拦截 I/O 操作，并将其转发到其 ChannelPipeline（业务处理链）中的下一个处理程序。
- ChannelHandler 本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类
- 当自定义一个handler类处理器时，需要继承ChannelhandlerAdapter
6、Pipeline 和 ChannelPipeline
- Pipeline中包含了多个Channel（通道）
- 一个Channel包含了一个ChannelPipeline，而ChannePipeline中又维护了一个由ChannelHandlerContext组成的双向链表，并且每个channeHandlerContext中又关联着一个channelHandler
- ChannelPipeline是保存ChannelHandler的List，用于处理或拦截Channel 的入站事件和出站事件操作
- 入站事件和出站事件在一个双向链表中，入站事件会从链表head往后传递到最后一个入站的 handler,出站事件会从链表tail往前传递到最前t个出站的handler, c两种类型的handler互不干扰
- ChannelPipeline实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式
ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的第一个位置
ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的最后一个位置
7、ChannelHandlerContext
- 保存 Channel 相关的所有上下文信息，同时关联一个 ChannelHandler 对象
- 即ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler，同时ChannelHandlerContext中也绑定了对应的pipeline 和 Channel 的信息，方便对ChannelHandler进行调用。
ChannelHandlerContext的常用方法：
1、ChannelFuture close()，关闭通道
2、ChannelOutboundInvoker flush()，刷新
3、ChannelFuture writeAndFlush(Object msg)，将数据写到ChannelPipeline 中当前 ChannelHandler 的下一个ChannelHandler 开始处理（出站）
8、ChannelOption
Netty在创建Channel实例后，一般都需要设置 ChannelOption 参数
9、EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup
- EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象，Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源，一般会有多个 EventLoop 同时工作，每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。
- EventLoopGroup 提供 next 接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。在 Netty 服务器端编程中，我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup，例如：BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。
- BossEventLoop负责接收客户端的连接并将SocketChannel注册到 WorkerEventLoopGroup的其中一个workerEventLoop的selector上并进行后续的IO事件处理
10、Unpooled类
- Netty提供一个专门用来操作缓冲区（即 Netty 的数据容器）的工具类
ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(10);
ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world!", Charset.forName("utf-8"));
netty的案例-群聊系统
GroupChatServer
GroupChatServer代码
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
public class GroupChatServer {
private int port; //监听端口
public GroupChatServer(int port) {
this.port = port;
}
//编写run方法，处理客户端的请求
public void run() throws Exception{
//创建两个线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLoop
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
.childHandler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//获取到pipeline
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//向pipeline加入解码器
pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
//向pipeline加入编码器
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
//加入自己的业务处理handler
pipeline.addLast(new GroupChatServerHandler());
}
});
System.out.println("netty 服务器启动");
ChannelFuture channelFuture = b.bind(port).sync();
//监听关闭
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new GroupChatServer(7000).run();
}
}
GroupChatServerHandler
GroupChatServerHandler代码
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.channel.group.ChannelGroup;
import io.netty.channel.group.DefaultChannelGroup;
import io.netty.util.concurrent.GlobalEventExecutor;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class GroupChatServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler {
//这样写还要自己遍历Channel
//public static List channels = new ArrayList();
//使用一个hashmap 管理私聊（私聊本案例并未实现，只是提供个思路）
//public static Map channels = new HashMap();
//定义一个channle 组，管理所有的channel
//GlobalEventExecutor.INSTANCE) 是全局的事件执行器，是一个单例
private static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//handlerAdded 表示连接建立，一旦连接，第一个被执行
//将当前channel 加入到 channelGroup
@Override
public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
Channel channel = ctx.channel();
//将该客户加入聊天的信息推送给其它在线的客户端
//该方法会将 channelGroup 中所有的channel 遍历，并发送消息，我们不需要自己遍历
channelGroup.writeAndFlush("[客户端]" + channel.remoteAddress() + " 加入聊天" + sdf.format(new java.util.Date()) + " \n");
channelGroup.add(channel);
//私聊如何实现
// channels.put（"userid100",channel）;
}
//断开连接, 将xx客户离开信息推送给当前在线的客户
@Override
public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
Channel channel = ctx.channel();
channelGroup.writeAndFlush("[客户端]" + channel.remoteAddress() + " 离开了\n");
System.out.println("channelGroup size" + channelGroup.size());
}
//表示channel 处于活动状态, 提示 xx上线
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//这个是给服务端看的，客户端上面已经提示xxx加入群聊了
System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + " 上线了~");
}
//表示channel 处于不活动状态, 提示 xx离线了
@Override
public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + " 离线了~");
}
//读取数据，转发给在线的每一个客户端
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
//获取到当前channel
Channel channel = ctx.channel();
//这时我们遍历channelGroup, 根据不同的情况，回送不同的消息
channelGroup.forEach(ch -> {
if(channel != ch) { //不是当前的channel,转发消息
ch.writeAndFlush("[客户]" + channel.remoteAddress() + " 发送了消息" + msg + "\n");
}else {//回显自己发送的消息给自己
ch.writeAndFlush("[自己]发送了消息" + msg + "\n");
}
});
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
//关闭通道
ctx.close();
}
}
GroupChatClient
GroupChatClient代码
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import java.util.Scanner;
public class GroupChatClient {
//属性
private final String host;
private final int port;
public GroupChatClient(String host, int port) {
this.host = host;
this.port = port;
}
public void run() throws Exception{
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap()
.group(group)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//得到pipeline
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//加入相关handler
pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
//加入自定义的handler
pipeline.addLast(new GroupChatClientHandler());
}
});
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host, port).sync();
//得到channel
Channel channel = channelFuture.channel();
System.out.println("-------" + channel.localAddress()+ "--------");
//客户端需要输入信息，创建一个扫描器
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (scanner.hasNextLine()) {
String msg = scanner.nextLine();
//通过channel 发送到服务器端
channel.writeAndFlush(msg + "\r\n");
}
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new GroupChatClient("127.0.0.1", 7000).run();
}
}
GroupChatClientHandler
GroupChatClientHandler代码
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
public class GroupChatClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler {
//从服务器拿到的数据
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
System.out.println(msg.trim());
}
}
netty的心跳检测机制
IdleStateHandler是netty 提供的处理空闲状态的处理器（放在ChannelPipeline维护的ChannelHandler的双向链表上）：
- long readerIdleTime : 表示多长时间没有读, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
- long writerIdleTime : 表示多长时间没有写, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
- long allIdleTime : 表示多长时间没有读写, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
netty的编解码器
编解码器放在ChannelPipeline维护的ChannelHandler的双向链表上
服务端发数据给客户端：服务端—>出站（编码）—>Socket通道—>入站（解码）—>客户端
客户端发数据给服务端：客户端—>出站（编码）—>Socket通道—>入站（解码）—>服务端
编解码器（自定义编解码器时需要继承下面的其中一个类）：
- ByteToMessageDecoder
- LineBasedFrameDecoder：这个类在 Netty 内部也有使用，它使用行尾控制字符（\n或者\r\n）作为分隔符来解析数据。
- DelimiterBasedFrameDecoder：使用自定义的特殊字符作为消息的分隔符。
- HttpObjectDecoder：一个 HTTP 数据的解码器
- LengthFieldBasedFrameDecoder：通过指定长度来标识整包消息，这样就可以自动的处理黏包和半包消息。
TCP 粘包和拆包及解决方案
TCP粘包和拆包
使用优化方法（Nagle 算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。这样做虽然提高了效率，但是接收端就难于分辨出完整的数据包了，出现了粘包和拆包的问题，因为面向流的通信是无消息保护边界的。
- 服务端分两次读取到了两个独立的数据包，分别是 D1 和 D2，没有粘包和拆包
- 服务端一次接受到了两个数据包，D1 和 D2 粘合在一起，称之为 TCP 粘包
- 服务端分两次读取到了数据包，第一次读取到了完整的 D1 包和 D2 包的部分内容，第二次读取到了 D2 包的剩余内容，这称之为 TCP 拆包
- 服务端分两次读取到了数据包，第一次读取到了 D1 包的部分内容 D1_1，第二次读取到了 D1 包的剩余部分内容 D1_2 和完整的 D2 包。
解决方案
使用自定义协议+编解码器来解决，关键就是要解决服务器端每次读取数据长度的问题，这个问题解决，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而避免的 TCP 粘包、拆包。
RPC（基于netty）
1、RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用，是一个计算机通信协议。该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一台计算机的子程序，而程序员无需额外地为这个交互作用编程
2、两个或多个应用程序都分布在不同的服务器上，它们之间的调用都像是本地方法调用一样
RPC的调用流程图
- 服务消费方（client）以本地调用方式调用服务
- client stub 接收到调用后负责将方法、参数等封装成能够进行网络传输的消息体
- client stub 将消息进行编码并发送到服务端
- server stub 收到消息后进行解码
- server stub 根据解码结果调用本地的服务
- 本地服务执行并将结果返回给 server stub
- server stub 将返回导入结果进行编码并发送至消费方
- client stub 接收到消息并进行解码
- 服务消费方（client）得到结果
RPC 的目标就是将 2 - 8 这些步骤都封装起来，用户无需关心这些细节，可以像调用本地方法一样即可完成远程服务调用