Netty服务端开发及性能优化 | 京东云技术团队

作者：京东物流 王奕龙

Netty是一个异步基于事件驱动的高性能网络通信框架，可以看做是对NIO和BIO的封装，并提供了简单易用的API、Handler和工具类等，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务端和客户端程序。

1. 创建服务端

服务端启动需要创建 ServerBootstrap 对象，并完成初始化线程模型，配置IO模型和添加业务处理逻辑（Handler） 。在添加业务处理逻辑时，调用的是 childHandler() 方法添加了一个ChannelInitializer，代码示例如下

// 负责服务端的启动
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

// 以下两个对象可以看做是两个线程组
// boss线程组负责监听端口，接受新的连接
NioEventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup();
// worker线程组负责读取数据
NioEventLoopGroup worker = new NioEventLoopGroup();

// 配置线程组并指定NIO模型
serverBootstrap.group(boss, worker).channel(NioServerSocketChannel.class)
        // 定义后续每个 新连接 的读写业务逻辑
        .childHandler(new ChannelInitializer() {
            @Override
            protected void initChannel(NioSocketChannel nioSocketChannel) throws Exception {
                nioSocketChannel.pipeline()
                        // 添加业务处理逻辑
                        .addLast(new SimpleChannelInboundHandler() {
                            @Override
                            protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String msg) throws Exception {
                                System.out.println(msg);
                            }
                        });
            }
        });

// 绑定端口号
serverBootstrap.bind(2002);

通过调用 .channel(NioServerSocketChannel.class) 方法指定 Channel 类型为NIO类型，如果要指定为BIO类型，参数改成 OioServerSocketChannel.class 即可。

其中 nioSocketChannel.pipeline() 用来获取 PipeLine 对象，调用方法 addLast() 添加必要的业务处理逻辑，这里采用的是责任链模式，会将每个Handler作为一个节点进行处理。

1.1 创建客户端

客户端与服务端启动类似，不同的是，客户端需要创建 Bootstrap 对象来启动，并指定一个客户端线程组，相同的是都需要完成初始化线程模型，配置IO模型和添加业务处理逻辑（Handler） ， 代码示例如下

// 负责客户端的启动
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
// 客户端的线程模型
NioEventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

// 指定线程组和NIO模型
bootstrap.group(group).channel(NioSocketChannel.class)
        // handler() 方法封装业务处理逻辑
        .handler(new ChannelInitializer() {
            @Override
            protected void initChannel(Channel channel) throws Exception {
                channel.pipeline()
                    // 添加业务处理逻辑
                    .addLast(new SimpleChannelInboundHandler() {
                            @Override
                            protected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String msg) throws Exception {
                                System.out.println(msg);
                            }
                    });
            }
        });

// 连接服务端IP和端口
bootstrap.connect("127.0.0.1", 2002);

（注意：下文中内容均以服务端代码示例为准）

2. 编码和解码

客户端与服务端进行通信，通信的消息是以二进制字节流的形式通过 Channel 进行传递的，所以当我们在客户端封装好Java业务对象后，需要将其按照协议转换成字节数组，并且当服务端接受到该二进制字节流时，需要将其根据协议再次解码成Java业务对象进行逻辑处理，这就是编码和解码的过程。Netty 为我们提供了MessageToByteEncoder 用于编码，ByteToMessageDecoder 用于解码。

2.1 MessageToByteEncoder

用于将Java对象编码成字节数组并写入 ByteBuf，代码示例如下

public class TcpEncoder extends MessageToByteEncoder {

    /**
     * 序列化器
     */
    private final Serializer serializer;

    public TcpEncoder(Serializer serializer) {
        this.serializer = serializer;
    }

    /**
     * 编码的执行逻辑
     *
     * @param message 需要被编码的消息对象
     * @param byteBuf 将字节数组写入ByteBuf
     */
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, Message message, ByteBuf byteBuf) throws Exception {
        // 通过自定义的序列化器将对象转换成字节数组
        byte[] bytes = serializer.serialize(message);
        // 将字节数组写入 ByteBuf 便完成了对象的编码流程
        byteBuf.writeBytes(bytes);
    }
}

2.2 ByteToMessageDecoder

它用于将接收到的二进制数据流解码成Java对象，与上述代码类似，只不过是将该过程反过来了而已，代码示例如下

public class TcpDecoder extends ByteToMessageDecoder {
    /**
     * 序列化器
     */
    private final Serializer serializer;

    public TcpDecoder(Serializer serializer) {
        this.serializer = serializer;
    }

    /**
     * 解码的执行逻辑
     *
     * @param byteBuf 接收到的ByteBuf对象
     * @param list    任何完成解码的Java对象添加到该List中即可
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf byteBuf, List