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  • Netty 小结

    1. NioEventLoop 和 NioEventLoopGroup

    1. NioEventLoop 表示一个不断循环的执行处理任务的线程。每个NioEventLoop都包含一个Selector,用于监听绑定在它上面的socket通讯。 每个Loop 都有一个线程池,进来的时候会用线程池处理请求。

    2. NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组,它下面维护很多个NioEventLoop(事件循环)。NioEventLoopGroup 构造指定的线程数就是创建几个NioEventLoop, 不传的话默认是CPU核数乘以2。EventLoopGroup 提供 next 接口,可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop来处理任务。

    2. Bootstrap

      引导,AbstractBootstrap 抽象类。一个 Netty 应用通常由一个 Bootstrap 开始,主要作用是配置整个 Netty 程序,串联各个组件,Netty 中 Bootstrap 类是客户端程序的启动引导类,ServerBootstrap 是服务端启动引导类, 两个都继承抽象类。

    常见的方法有:

    (1) io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#group(io.netty.channel.EventLoopGroup) // 该方法用于客户端,用来设置一个 EventLoop
    
    (2) io.netty.bootstrap.ServerBootstrap#group(io.netty.channel.EventLoopGroup, io.netty.channel.EventLoopGroup) // 这个用于服务器端,用来设置两个 EventLoop。 第一个是作为Acceptor线程组接收请求, 第二个是工作线程,对应于childGroup。实际上第一个也是调用父类的方法设为一个group 属性, 第二个参数作为serverBootstrap 特有的 childGroup, 下面childHandler 方法给这个group 设置handler。
    
    (3) io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#channel // 该方法用来设置一个通道实现
    
    (4) io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#handler(io.netty.channel.ChannelHandler) // 该方法用来设置业务处理类(自定义的 handler). 对应的是参数的第一个EventLoop, 也就是BossGroup。 
    
    (5) io.netty.bootstrap.ServerBootstrap#childHandler(io.netty.channel.ChannelHandler) // 这个方法给workerGroup 设置Handler。
    
    (6) io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#option // 用来给 ServerChannel 添加配置
    
    (7) io.netty.bootstrap.ServerBootstrap#childOption // 用来给接收到的通道添加配置
    
    (8) io.netty.bootstrap.AbstractBootstrap#bind(int) // 该方法用于服务器端,用来设置占用的端口号
    
    (9) io.netty.bootstrap.Bootstrap#connect(java.lang.String, int) // 该方法用于客户端,用来连接服务器端

    3. Future、ChannelFuture

      Netty中的I/O是异步的,包括Bind、Write、Connect等操作会简单的返回一个ChannelFuture。Netty的异步模型是建立在future和fallback基础上的。callback是回调;future的核心思想是:假设一个方法fun,计算过程可能非常耗时,等待fun返回显然不合适。那么可以在调用fun的时候,立马返回一个future,后续通过future去监控方法的处理过程(即: future-listener机制)

    例如:

            // 启动服务器并绑定端口。绑定一个端口并且同步,生成一个ChannelFuture对象
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(6666).sync();
            // 绑定端口是异步操作,添加监听器进行处理
            channelFuture.addListener(future -> {
                // isDone 方法来判断当前操作是否完成
                System.out.println(future.isDone());
                // isSuccess 方法来判断已完成的当前操作是否成功;
                System.out.println(future.isSuccess());
                // isCancelled 方法来判断已完成的当前操作是否被取消;
                System.out.println(future.isCancelled());
                if (future.isSuccess()) {
                    System.out.println("绑定成功");
                } else {
                    System.err.println("6666 端口绑定失败");
                }
            });

    4. Channel

    Netty 网络通信的组件,能够用于执行网络I/O 操作。

    通过Channel 可获得当前网络连接的通道的状态,channel.config() 获取相关信息。

    通过Channel 可获得 网络连接的配置参数(例如接收缓冲区大小)。

    Channel 提供异步的网络 I/O 操作(如建立连接,读写,绑定端口),异步调用意味着任何 I/O 调用都将立即返回,并且不保证在调用结束时所请求的 I/O 操作已完成。

    调用立即返回一个 ChannelFuture 实例,通过注册监听器到 ChannelFuture 上,可以 I/O 操作成功、失败或取消时回调通知调用方。

    支持关联 I/O 操作与对应的处理程序。

    不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 类型与之对应。

    常用的 Channel 类型:

    NioSocketChannel,异步的客户端 TCP Socket 连接。
    
    NioServerSocketChannel,异步的服务器端 TCP Socket 连接。
    
    NioDatagramChannel,异步的 UDP 连接。
    
    NioSctpChannel,异步的客户端 Sctp 连接。
    
    NioSctpServerChannel,异步的 Sctp 服务器端连接,这些通道涵盖了 UDP 和 TCP 网络 IO 以及文件 IO。

    5. Selector

    Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用,通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件

    当向一个 Selector 中注册 Channel 后,Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(Select) 这些注册的 Channel 是否有已就绪的 I/O 事件(例如可读,可写,网络连接完成等),这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel

    6. ChannelHandler

    ChannelHandler 是一个接口,处理 I/O 事件或拦截 I/O 操作,并将其转发到其 ChannelPipeline(业务处理链)中的下一个处理程序。

    ChannelHandler 本身并没有提供很多方法,可以继承它的子类。主要的子类如下:

    1》ChannelInboundHandler 用于处理入站 I/O 事件。

    2》ChannelOutboundHandler 用于处理出站 I/O 操作。

    //适配器

    3》ChannelInboundHandlerAdapter 用于处理入站 I/O 事件。

    4》ChannelOutboundHandlerAdapter 用于处理出站 I/O 操作。

    5》ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。

      入站和出站是相对ChannelHandler而言的,进入ChannelHandler为入站,从ChannelHandler发出消息是出站。 发数据是出站,接数据是入站,客户端和服务器端都可以收发消息。

    7. ChannelPipeline

      ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合,它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作,相当于一个贯穿 Netty 的链。(也可以这样理解:ChannelPipeline 是 保存 ChannelHandler 的 List,用于处理或拦截 Channel 的入站事件和出站操作)

    ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式,使用户可以完全控制事件的处理方式,以及 Channel 中各个的 ChannelHandler 如何相互交互

    在 Netty 中每个 Channel 都有且仅有一个 ChannelPipeline 与之对应(io.netty.channel.AbstractChannel#pipeline)。

    一个 Channel 包含了一个 ChannelPipeline,而 ChannelPipeline 中又维护了一个由ChannelHandlerContext 组成的双向链表,并且每个 ChannelHandlerContext 中又关联着一个ChannelHandler。

    入站事件和出站事件在一个双向链表中,入站事件会从链表 head 往后传递到最后一个入站的 handler,出站事件会从链表 tail往前传递到最前一个出站的 handler,两种类型的 handler 互不干扰。

    比如查看一个ChannelPipeline 结构如下:

       可以看到是一个双向链表的结构。链表的节点是io.netty.channel.AbstractChannelHandlerContext(这个里面有next和prev 属性), 其实际类型是io.netty.channel.DefaultChannelHandlerContext, 这个对象内部有个io.netty.channel.ChannelHandler 属性(也就是我们的handler)。

    常用方法:

    ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler… handlers),把一个业务处理类(handler)添加到链中的第一个位置
    
    ChannelPipeline addLast(ChannelHandler… handlers),把一个业务处理类(handler)添加到链中的最后一个位置

    8. ChannelHandlerContext

    保存 Channel 相关的所有上下文信息,同时关联一个 ChannelHandler 对象。保存 Channel 相关的所有上下文信息,同时关联一个 ChannelHandler 对象。

    常用方法:

    ChannelFuture close(),关闭通道
    
    ChannelOutboundInvoker flush(),刷新
    
    ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) , 将 数 据 写 到 ChannelPipeline 中 当 前ChannelHandler, 下一个 ChannelHandler 开始处理(出站)
    【当你用心写完每一篇博客之后,你会发现它比你用代码实现功能更有成就感!】
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