小六六学 Netty 系列之再遇 Netty
前言
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种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在
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絮叨
为了学习 Netty,我们前面铺垫了那么多,NIO Java 的零拷贝,UNIX 的 I/O 模型等等。下面是前面系列的链接
昨天我们看了一个 Netty 的基本介绍,那么今天我们继续学习 Netty
异步模型
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的组件在完成后,通过状态、通知和回调来通知调用者。
Netty 中的 I/O 操作是异步的,包括 Bind、Write、Connect 等操作会简单的返回一个 ChannelFuture。调用者并不能立刻获得结果,而是通过 Future-Listener 机制,用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得 IO 操作结果
Netty 的异步模型是建立在 future 和 callback 的之上的。callback 就是回调。重点说 Future,它的核心思想是: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,后续可以通过 Future 去监控方法 fun 的处理过程(即 : Future-Listener 机制)
Future 说明
表示异步的执行结果, 可以通过它提供的方法来检测执行是否完成,比如检索计算等等.ChannelFuture 是一个接口 : public interface ChannelFuture extends Future<Void>我们可以添加监听器,当监听的事件发生时,就会通知到监听器.
当 Future 对象刚刚创建时,处于非完成状态,调用者可以通过返回的 ChannelFuture 来获取操作执行的状态,注册监听函数来执行完成后的操作。常见有如下操作
通过 isDone 方法来判断当前操作是否完成;
通过 isSuccess 方法来判断已完成的当前操作是否成功;
通过 getCause 方法来获取已完成的当前操作失败的原因;
通过 isCancelled 方法来判断已完成的当前操作是否被取消;
通过 addListener 方法来注册监听器,当操作已完成(isDone 方法返回完成),将会通知指定的监听器;如果 Future 对象已完成,则通知指定的监听器
使用Netty实现HTTP服务
目的:Netty 可以做 Http 服务开发,并且理解 Handler 实例和客户端及其请求的关系.
TestHttpServer
TestServerInitializer
TestHttpServerHandler
结果
Netty 核心组件一一讲解
大家看上面的案例我估计都很懵逼,其实小六六也是一样的,那接下来我们就要好好的学习学习它的各个组件
Bootstrap、ServerBootstrap
Bootstrap 意思是引导,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
常见的方法有
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup),该方法用于服务器端,用来设置两个 EventLoop
public B group(EventLoopGroup group) ,该方法用于客户端,用来设置一个 EventLoop
public B channel(Class<? extends C> channelClass),该方法用来设置一个服务器端的通道实现
public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value),用来给 ServerChannel 添加配置
public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value),用来给接收到的通道添加配置
public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler),该方法用来设置业务处理类(自定义的 handler)
public ChannelFuture bind(int inetPort) ,该方法用于服务器端,用来设置占用的端口号
public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort) ,该方法用于客户端,用来连接服务器端
Future、ChannelFuture
Netty 中所有的 IO 操作都是异步的,不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听,具体的实现就是通过 Future 和 ChannelFutures,他们可以注册一个监听,当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件
常见的方法有
Channel channel(),返回当前正在进行 IO 操作的通道
ChannelFuture sync(),等待异步操作执行完毕
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
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。
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
ChannelHandler 及其实现类
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,因为这个接口有许多的方法需要实现,方便使用期间,可以继承它的子类
ChannelHandler 及其实现类一览图
ChannelInboundHandler 用于处理入站 I/O 事件。
ChannelOutboundHandler 用于处理出站 I/O 操作。
//适配器
ChannelInboundHandlerAdapter 用于处理入站 I/O 事件。
ChannelOutboundHandlerAdapter 用于处理出站 I/O 操作。
ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。
ChannelHandler 及其实现类
我们经常需要自定义一个 Handler 类去继承 ChannelInboundHandlerAdapter,然后通过重写相应方法实现业务逻辑,我们接下来看看一般都需要重写哪些方法
Pipeline 和 ChannelPipeline
ChannelPipeline 是一个重点:
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,它们的组成关系如下
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
常用方法
ChannelHandlerContext
保存 Channel 相关的所有上下文信息,同时关联一个 ChannelHandler 对象
即 ChannelHandlerContext 中 包 含 一 个 具 体 的 事 件 处 理 器 ChannelHandler , 同 时 ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 pipeline 和 Channel 的信息,方便对 ChannelHandler 进行调用.
常用方法
ChannelOption
Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。ChannelOption 参数如下:
EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup
EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup
通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel 对应一个 Selector 和一个 EventLoop 线程。BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 IO 处理,如下图所示
BossEventLoopGroup 通常是一个单线程的 EventLoop,EventLoop 维护着一个注册了 ServerSocketChannel 的 Selector 实例 BossEventLoop 不断轮询 Selector 将连接事件分离出来
通常是 OP_ACCEPT 事件,然后将接收到的 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroupWorkerEventLoopGroup 会由 next 选择其中一个 EventLoop 来将这个 SocketChannel 注册到其维护的 Selector 并对其后续的 IO 事件进行处理
Unpooled 类
Netty 提供一个专门用来操作缓冲区(即 Netty 的数据容器)的工具类常用方法如下所示
结尾
反正大家就多熟悉熟悉哈
日常求赞
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