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Netty的简单介绍

Netty 是一个 NIO client-server(客户端服务器)框架，使用 Netty 可以快速开发网络应用，例如服务器和客户端协议。 Netty 提供了一种新的方式来使开发网络应用程序，这种新的方式使得它很容易使用和有很强的扩展性。 Netty 的内部实现时很复杂的，但是 Netty 提供了简单易用的 api 从网络处理代码中解耦业务逻辑。 Netty 是完全基于 NIO 实现的，所以整个 Netty 都是异步的。简单点说就是Netty提供了一个简单，间接的方法来操作网络之间的通讯。

使用 Netty 能够做什么

开发异步、非阻塞的 TCP 网络应用程序；
开发异步、非阻塞的 UDP 网络应用程序；
开发异步文件传输应用程序；
开发异步 HTTP 服务端和客户端应用程序；
提供对多种编解码框架的集成，包括谷歌的 Protobuf、Jbossmarshalling、Java 序列化、压缩编解码、XML 解码、字符串编解码等，这些编解码框架可以被用户直接使用；提供形式多样的编解码基础类库，可以非常方便的实现私有协议栈编解码框架的二次定制和开发；
基于职责链模式的 Pipeline-Handler 机制，用户可以非常方便的对网络事件进行拦截和定制；所有的 IO 操作都是异步的，用户可以通过 Future-Listener 机制主动 Get 结果或者由 IO 线程操作完成之后主动 Notify 结果，用户的业务线程不需要同步等待；
IP 黑白名单控制；
打印消息码流；流量控制和整形；
性能统计；基于链路空闲事件检测的心跳检测
……

Netty得到的应用

阿里分布式服务框架 Dubbo 的 RPC 框架使用 Dubbo 协议进行节点间通信，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。
淘宝的消息中间件 RocketMQ 的消息生产者和消息消费者之间，也采用 Netty 进行高性能、异步通信。

Netty Reactor模式

Netty是典型的Reactor模型结构。Netty通过Reactor模型基于多路复用器接收并处理用户请求，内部实现了两个线程池，Boss线程池和Work线程池，其中Boss线程池的线程负责处理请求的accept事件，当接收到accept事件的请求时，把对应的socket封装到一个NioSocketChannel中，并交给Work线程池，其中Work线程池负责请求的read和write事件。
流程图：

1.png

Netty核心组件

Channel

这里的Channel与Java的Channel不是同一个，是netty自己定义的通道；Netty的Channel是对网络连接处理的抽象，负责与网络进行通讯，支持NIO和OIO两种方式；内部与网络socket连接，通过channel能够进行I/O操作，如读、写、连接和绑定。
通过Channel可以执行具体的I/O操作，如read, write, connect, 和bind。在Netty中，所有I/O操作都是异步的；Netty的服务器端处理客户端连接的Channel创建时可以设置父Channel。例如：ServerSocketChannel接收到请求创建SocketChannel，SocketChannel的父为ServerSocketChannel。

ChannelHandler与ChannelPipeline

ChannelHandler是通道处理器，用来处理I/O事件或拦截I/O操作，ChannelPipeline字如其名，是一个双向流水线，内部维护了多个ChannelHandler，服务器端收到I/O事件后，每次顺着ChannelPipeline依次调用ChannelHandler的相关方法。
ChannelHandler是个接口，通常我们在Netty中需要使用下面的子类：

ChannelInboundHandler 用来处理输入的I/O事件
ChannelOutboundHandler 用来处理输出的I/O事件

另外，下面的adapter类提供了:

ChannelInboundHandlerAdapter 用来处理输入的I/O事件
ChannelOutboundHandlerAdapter 用来处理输出的I/O事件
ChannelDuplexHandler 可以用来处理输入和输出的I/O事件

Netty的ChannelPipeline和ChannelHandler机制类似于Servlet和Filter过滤器/拦截器，每次收到请求会依次调用配置好的拦截器链。Netty服务器收到消息后，将消息在ChannelPipeline中流动和传递，途经的ChannelHandler会对消息进行处理，ChannelHandler分为两种inbound和outbound，服务器read过程中只会调用inbound的方法，write时只寻找链中的outbound的Handler。
ChannelPipeline内部维护了一个双向链表，Head和Tail分别代表表头和表尾，Head作为总入口和总出口，负责底层的网络读写操作；用户自己定义的ChannelHandler会被添加到链表中，这样就可以对I/O事件进行拦截和处理；这样的好处在于用户可以方便的通过新增和删除链表中的ChannelHandler来实现不同的业务逻辑，不需要对已有的ChannelHandler进行修改

2.png

如图所示，在服务器初始化后，ServerSocketChannel的会创建一个Pipeline，内部维护了ChannelHanlder的双向链表，读取数据时，会依次调用ChannelInboundHandler子类的channelRead()方法，例如：读取到客户端数据后，依次调用解码-业务逻辑-直到Tail。而写入数据时，会从用户自定义的ChannelHandler出发查找ChannelOutboundHandler的子类，调用channelWrite()，最终由Head的write()向socket写入数据。例如：写入数据会通过业务逻辑的组装–编码–写入socket（Head的write）

EventLoop与EventLoopGroup

EventLoop是事件循环，EventLoopGroup是运行在线程池中的事件循环组，Netty使用了Reactor模型，服务器的连接和读写放在线程池之上的事件循环中执行，这是Netty获得高性能的原因之一。事件循环内部会打开selector，并将Channel注册到事件循环中，事件循环不断的进行select()查找准备就绪的描述符；此外，某些系统任务也会被提交到事件循环组中运行。

ServerBootstrap

ServerBootstrap是辅助启动类，用于服务端的启动，内部维护了很多用于启动和建立连接的属性。包括：

EventLoopGroup group 线程池组
channel是通道
channelFactory 通道工厂，用于创建channel
localAddress 本地地址
options 通道的选项，主要是TCP连接的属性
attrs 用来设置channel的属性，
handler 通道处理器

参考

Netty原理浅析

netty入门浅析(1)