Netty入门教程
简单介绍Java原生BIO, NIO：
-
BIO : 阻塞式IO，
服务端程序： accept() 监听客户端访问
引入多线程： 客户端连接数很多时容易爆发OOM
引入线程池： 并发度受线程池的最大线程数跟阻塞队列大小限制 -
NIO ：New IO/ 非阻塞IO, 其实是IO多路复用， epoll linux实现： epoll_create, epoll_ctl, epoll_wait
缺点：
类库和API繁杂，使用麻烦， 开发工作量较大
Epoll Bug, 导致 Selector空轮询，CPU100%, 没有根本解决。
Netty简单介绍 ： netty是一个异步的，基于事件驱动的网络应用框架， 用于 快速开发高性能，高可靠性的网络IO程序。Netty ： 支持阻塞和非阻塞， 安全： 完整的SSL/TLS
Netty入门程序：
服务端：
package com.example.niodemo.netty.simple;
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;
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 cpu核数 * 2
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
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
//设置bossGroup, workerGroup两个线程组
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
// 使用NioSocketChannel 作为服务器的通道实现
.channel(NioServerSocketChannel.class)
// 设置线程队列得到连接个数
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
// 设置保持活动连接状态
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
// 该 handler对应 bossGroup ,
// .handler(null)
// 创建一个通道初始化对象(匿名对象)，childHandler 对应 workerGroup
.childHandler(new ChannelInitializer() {
// 给pipeline 设置处理器
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
// 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
System.out.println("客户socketchannel hashcode=" + ch.hashCode());
// 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道设置处理器
ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
});
System.out.println(".....服务器 is ready...");
// 绑定一个端口, 生成了一个 ChannelFuture 对象
// 启动服务器(并绑定端口)
final 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");
}
}
});
//对关闭通道进行监听
cf.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
handler:
package com.example.niodemo.netty.simple;
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 {
// 读取数据实际(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 {
//比如这里我们有一个非常耗时长的业务-> 异步执行 ->
// 解决方案1 用户程序自定义的普通任务，
// 提交该channel到对应的NIOEventLoop 的 taskQueue中,
// 在同一个线程中
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵2", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵3", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
//解决方案2 : 用户自定义定时任务 -》 该任务是提交到 scheduleTaskQueue中
ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵4", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("go on ...");
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();
//本质是一个双向链接, 出站入站
ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline();
//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));
}
//处理异常, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
客户端 :
package com.example.niodemo.netty.simple;
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
//设置线程组
bootstrap.group(group)
// 设置客户端通道的实现类(反射)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new ChannelInitializer() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//加入自己的处理器
ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
}
});
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();
//给关闭通道进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}
客户端handler:
package com.example.niodemo.netty.simple;
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（服务端返回数据）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模型：
- BossGroup, WorkerGroup都是 NioEventLoopGroup（事件循环组， 线程池），
- 内部有多个NioEventLoop（事件循环，线程）
- 每个NioEventLoop都有一个Selector选择器，用于监听绑定在其上的socker网络通讯。一个TaskQueue
- 每个NioEventLoop的Selector上可以注册监听多个NioChannel
- 每个NioChannel都只会绑定在唯一的NioEventLoop上
- 每个NioChannel都绑定有一个自己的ChannelPipeline
- 每个ChannelPipeline（管道），上有多个handler
每个BossGroup的NioEventLoop工作流程：
- 轮询 accept事件
- 处理accept事件， 与客户端建立连接， 生成NioSocketChannel, 并将其注册到 某个WorkerGroup的NioEventLoop上的Selector选择器上。
每个WorkerGroup的NioEventLoop工作流程：
- 轮询read, write事件
- 处理i/o事件， 即read, write事件， 在对应的NioSocketChannel处理
- 每个Worker NIOEventLoop 处理业务时，会使用pipeline(管道), pipeline 中包含了channel , 即通过pipeline（管道）可以获取到对应通道, 管道中维护了很多的 处理器