Netty 祭天,法力无边。
哈哈哈 , Netty 这组件,哪怕你从来没主动用过,但是它无时无刻都在你身边。可以说,阿里系或者一些高级开源工具在实现 Client 和 Server 的时候都选择使用了 Netty。
第一步 : 理解场景首先我们要理解 Netty 到底能做什么?
Netty 是一个基于 JAVA NIO 类库的异步通信框架,用于创建异步非阻塞、基于事件驱动、高性能、高可靠性和高可定制性的网络客户端和服务器端.
那么很明显了,Netty 是为了通信的 ,其优势就是性能好,不会阻塞。这两点就足够大多数框架用它来做通信。
那么问题来了,系统间的通信用来做什么?
我们其实时时刻刻都在用 Netty ,比较常见的就是开源框架,包括 :Nacos ,Seata ,Sentinel
相对而言这些访问量都不会太高,更高并发的使用就包括 : Dubbo ,gRPC , RokcetMQ
而从业务角度讲主要2个方向 :通信 (IM 即时通讯) 和 数据传递 (消息发送工具)
第二步 : 了解组件2.1 组件的层级展示- 单个组件:
- Channel : 一个网络连接的抽象表示 , 可以用于读取或者写入数据
- ChannelPipeline :一个链路,channel 接收的数据会通过 ChannelPipeline 进行传递
- ChannelHandler :一个处理器,在一个通道中有多个 Handler 用于处理事件和数据,执行各种特定的任务和逻辑
- EventLoop : 一个线程,用于处理事件和执行任务,可以处理 Channel 上面所有的物理操作
- 容器类型:
- Bootstrap & ServerBootstrap : 用于创建和配置服务器,从而启动服务器入口
- ChannelHandlerContext :用于绑定 ChannelHandler 和 ChannelPipeline
问题一 : Channel 和 EventLoop 的关系?
- 一个EventLoopGroup 包含一个或者多个EventLoop;
- 一个EventLoop 在它的生命周期内只和一个Thread 绑定;
- 所有由EventLoop 处理的I/O 事件都将在它专有的Thread 上被处理;
- 一个Channel 在它的生命周期内只注册于一个EventLoop,所有的事件处理和任务都会在这个 EventLoop 上处理
- 一个EventLoop 可能会被分配给一个或多个Channel。
- 多个 EventLoop 可以存在一个 EventLoopGroup 里面
问题二 : EventLoopGroup 有什么作用?
- EventLoopGroup 用于管理 EventLoop ,包括将 EentLoop 分配给 Channel ,包括 EventLoop 的协同
Channel 和 EventLoop 的关系
第三步 : 熟悉用法3.1 一个最简单的 Netty 案例Channel 和 Handler 的关系
首先需要我们理清楚思路,从无到有搭建 Server 和 Client 需要哪些步骤 :
- 首先要准备好 Server 端和 Client 端 ,他们要监听同一个端口
- 准备好 Handler 类用于对数据进行处理
- 双端进行通信,然后互相发送消息
- 完成后记得 Close ,和 IO 一样,都需要关闭流
- 创建好 ServerBootstrap 对象用于开始搭建整个服务器
- 为 ServerBootstrap 配置好 eventLoopGroup , 这里的 Group 有2个 : BossGroup : 用于处理连接请求 ,本身包含多个 EventLoop ,用于创建 Channel 转发给 WorkerGroup workerGroup : 处理已建立的连接 ,同样包含自己的 EventLoop
- 配置服务器处理的 Channel 连接的类型 , 包括 NIO 类型 , EPOLL 类型等
- 配置整个处理流程的 ChannelHandler ,用于特定的处理
- 为这个 Server 端 bind() 一个端口 , 同时阻塞等待绑定完成
基于这个流程,整个 Server 端的创建可以分为2个步骤 :
// 第一步 :准备后续处理业务的 Handler
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
/**
* 客户端连接会触发
*/
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("S2 : 服务端建立连接,触发 Active .....");
}
/**
* 客户端发消息会触发
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("服务器收到消息: " msg.toString());
// 接收到消息后,返回一条消息给客户端
ctx.write(msg "World!");
ctx.flush();
}
/**
* 发生异常触发
*/
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
// 第二步 :创建 Initializer 用于初始化 Channel
public class ServerChannelInitializer extends ChannelInitializer<socketChannel> {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
//添加编解码
socketChannel.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));
socketChannel.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder(CharsetUtil.UTF_8));
// 此处将 Handler 绑定到 ChannelPipeline 中
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
}
// 第三步 : 准备好 Netty 客户端
public class NettyServer extends Thread {
public void run() {
// S1 : 准备 Boss 管理线程组 和 Worker 工作线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup(200);
// S2 : 绑定 Group , 绑定渠道 , 绑定 Handler
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap()
.group(bossGroup, workGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new ServerChannelInitializer());
try {
InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8090);
// S3 : 绑定对应端口和地址,用于后续阻塞监听
ChannelFuture future = bootstrap.bind(socketAddress).sync();
System.out.println("S1 : 服务端构建完成 .....");
future.channel().closeFuture().sync();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//关闭主线程组
bossGroup.shutdownGracefully();
//关闭工作线程组
workGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
3.3 搭建好客户端
- 不同于 Server ,Client 端只需要一个 EventLoopGroup
- 同样的,创建 Bootstrap ,绑定 Group / channel / handler
- 通过 writeAndFlush 发送消息
// 第一步 :准备客户端的 Handler 接收消息
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("S2 : 客户端建立连接,触发 Active .....");
}
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("客户端收到消息: " msg.toString());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
// 第二步 :创建 Initializer 用于初始化 Channel
public class NettyClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
socketChannel.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder());
socketChannel.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder());
// 此处将 Handler 绑定到 ChannelPipeline 中
socketChannel.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
}
}
// 第三步 : 准备启动类
public class NettyClient extends Thread {
public void run() {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap()
.group(group)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new NettyClientInitializer());
try {
ChannelFuture future = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8090).sync();
System.out.println("S2 : 客户端构建完成 .....");
for (int i = 0; i < 10; i ) {
String message = "第" i "条消息 , " "Hello ";
future.channel().writeAndFlush(message);
Thread.sleep(1000); // 暂停一秒钟
}
future.channel().closeFuture().sync();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}
3.4 发起请求
在这个环节里面通过2个线程模拟消息的发送和接收 :
public class DemoService {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println("Start :开始整个 Netty 搭建流程");
// S1 : 分别开2个线程模拟 Server 和 Client 的开启
NettyServer server = new NettyServer();
server.start();
NettyClient client = new NettyClient();
client.start();
}
}
可以看到流程很清晰了,先创建双端,然后双端建立连接,随后发生交互
四. API 高级用法4.1 Bootstrap 包含哪些方法 @ ChatGPT- group :设置用于处理事件循环(EventLoop)的 EventLoopGroup
- channel :指定 Channel 的类型 (NioSocketChannel / NioServerSocketChannel)
- handler : 在初始化过程中添加一个 ChannelHandler
- childHandler : 用于 ServerBootstrap,在连接被接受后,为新注册的 Channel 设置 ChannelHandler
- localAddress : 指定本地端口或地址,用于连接或绑定
- remoteAddress : 指定远程服务器的地址
- connect : 用于客户端连接指定远程地址
- bind : 用于服务器绑定到指定的本地地址
东西很简单,因为我在开发过程中对 Netty 的底层代码也只是轻度使用,大部分都是基于外层封装的组件在使用。
这一篇主要是为了学习,所以会写不深。后续会陆陆续续从高级用法 高并发用法 源码 等多个角度深入,欢迎关注。
相关文档 :需要的老铁后台私信【笔记】获取Netty大纲及笔记!