Netty之Channel解读

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channel 的主要作用

ChannelFuture

CloseFuture

为什么要异步关闭

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channel 的主要作用

• close() 可以用来关闭 channel
• closeFuture() 用来处理 channel 的关闭
  • sync 方法作用是同步等待 channel 关闭
  • 而 addListener 方法是异步等待 channel 关闭
• pipeline() 方法添加处理器
• write() 方法将数据写入
• writeAndFlush() 方法将数据写入并刷出

ChannelFuture

下面是一段客户端的代码

new Bootstrap()
    .group(new NioEventLoopGroup())
    .channel(NioSocketChannel.class)
    .handler(new ChannelInitializer() {
        @Override
        protected void initChannel(Channel ch) {
            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
        }
    })
    .connect("127.0.0.1", 8080)
    .sync()
    .channel()
    .writeAndFlush(new Date() + ": hello world!");

现在把它拆开来看

ChannelFuture channelFuture = new Bootstrap()
    .group(new NioEventLoopGroup())
    .channel(NioSocketChannel.class)
    .handler(new ChannelInitializer() {
        @Override
        protected void initChannel(Channel ch) {
            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
        }
    })
    .connect("127.0.0.1", 8080); // 1

channelFuture.sync().channel().writeAndFlush(new Date() + ": hello world!");

1 处返回的是 ChannelFuture 对象，它的作用是利用 channel() 方法来获取 Channel 对象 

注意 connect 方法是异步的，意味着不等连接建立，方法执行就返回了。因此 channelFuture 对象中不能【立刻】获得到正确的 Channel 对象

实验如下：

ChannelFuture channelFuture = new Bootstrap()
    .group(new NioEventLoopGroup())
    .channel(NioSocketChannel.class)
    .handler(new ChannelInitializer() {
        @Override
        protected void initChannel(Channel ch) {
            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
        }
    })
    .connect("127.0.0.1", 8080);

System.out.println(channelFuture.channel()); // 1
channelFuture.sync(); // 2
System.out.println(channelFuture.channel()); // 3

• 执行到 1 时，连接未建立，打印 [id: 0x2e1884dd]
• 执行到 2 时，sync 方法是同步等待连接建立完成
• 执行到 3 时，连接肯定建立了，打印 [id: 0x2e1884dd, L:/127.0.0.1:57191 - R:/127.0.0.1:8080]

除了用 sync 方法可以让异步操作同步以外，还可以使用回调的方式：

ChannelFuture channelFuture = new Bootstrap()
    .group(new NioEventLoopGroup())
    .channel(NioSocketChannel.class)
    .handler(new ChannelInitializer() {
        @Override
        protected void initChannel(Channel ch) {
            ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
        }
    })
    .connect("127.0.0.1", 8080);
System.out.println(channelFuture.channel()); // 1
channelFuture.addListener((ChannelFutureListener) future -> {
    System.out.println(future.channel()); // 2
});

• 执行到 1 时，连接未建立，打印 [id: 0x749124ba]
• ChannelFutureListener 会在连接建立时被调用（其中 operationComplete 方法），因此执行到 2 时，连接肯定建立了，打印 [id: 0x749124ba, L:/127.0.0.1:57351 - R:/127.0.0.1:8080]

CloseFuture

关闭是由另外一个线程来进行处理的，跟上面的原理一样

 

 

 这里可以看出CLOSE之前就执行了关闭操作

正确关闭的第一种方式：同步关闭处理

      ChannelFuture closeFuture = channel.closeFuture();
        closeFuture.sync();
        log.debug("处理关闭以后的操作"); 

正确关闭的第二种方式：异步关闭处理

   closeFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                log.debug("处理关闭以后的操作");
                group.shutdownGracefully();
            }
        });

上述的测试代码

@Slf4j
public class CloseFutureClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        ChannelFuture channelFuture = new Bootstrap()
                .group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer() {
                    protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {
                        ch.pipeline().addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));
                        ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());
                    }
                }).connect(new InetSocketAddress("localhost", 8080));
        Channel channel = channelFuture.sync().channel();
        log.debug("{}",channel);
        new Thread(()->{
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (true){
                String line = scanner.nextLine();
                if("q".equals(line)){

                    channel.close();//close异步操作
                    log.debug("处理关闭之后的操作");//不能在这里善后 错误的
                    break;
                }
            }
        },"input").start();

        //获取CloseFuture对象
        //1)同步关闭处理
        //2)异步关闭处理
    /*    ChannelFuture closeFuture = channel.closeFuture();
        closeFuture.sync();
        log.debug("处理关闭以后的操作"); */

        ChannelFuture closeFuture = channel.closeFuture();
        closeFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
            public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                log.debug("处理关闭以后的操作");
                group.shutdownGracefully();
            }
        });

    }
}

为什么要异步关闭

为什么不在一个线程中去执行建立连接、去执行关闭 channel，那样不是也可以吗？非要用这么复杂的异步方式：比如一个线程发起建立连接，另一个线程去真正建立连接。

还有人会笼统地回答，因为 netty 异步方式用了多线程、多线程就效率高。其实这些认识都比较片面，多线程和异步所提升的效率并不是所认为的

思考下面的场景，4 个医生给人看病，每个病人花费 20 分钟，而且医生看病的过程中是以病人为单位的，一个病人看完了，才能看下一个病人。假设病人源源不断地来，可以计算一下 4 个医生一天工作 8 小时，处理的病人总数是：4 * 8 * 3 = 96

经研究发现，看病可以细分为四个步骤，经拆分后每个步骤需要 5 分钟，如下

因此可以做如下优化，只有一开始，医生 2、3、4 分别要等待 5、10、15 分钟才能执行工作，但只要后续病人源源不断地来，他们就能够满负荷工作，并且处理病人的能力提高到了 4 * 8 * 12 效率几乎是原来的四倍，（一个小时内接待病人的效率大大提高，四个医生不是同时工作，但都要干满8小时才下班）

 

要点

• 单线程没法异步提高效率，必须配合多线程、多核 cpu 才能发挥异步的优势，单线程不能同时处理多个任务，因此无法实现异步处理提高效率。异步处理需要利用多线程或多进程机制来实现，以便同时处理多个任务。多线程或多进程能够允许程序同时执行多个操作，从而提高效率。
• 异步并没有缩短响应时间，反而有所增加，异步可以提高系统的吞吐量，即能够同时处理多个请
• 合理进行任务拆分，也是利用异步的关键