Netty各组件基本用法、入站和出站详情、群聊系统的实现、粘包和拆包

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Bootstrap和ServerBootstrap

Bootstrap是Netty的启动程序，一个Netty应用通常由一个Bootstrap开始。Bootstrap的主要作用是配置Netty程序，串联Netty的各个组件。

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Future和ChannelFuture

这个方法是异步的（交给别的线程去执行该任务），当执行到这之后，netty不一定启动了

ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(9090);
channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {@Overridepublic void operationComplete(ChannelFuture funture) throws Exception {if(funture.isSuccess()){System.out.println("监听9090成功");}else{System.out.println("监听9090失败");}}
});

该方法可以知晓有没有启动成功，或者改为同步的方式
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(9090).sync();

ChannelFuture和Future的子类，提供了针对于Channel的异步监听操作

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Channel

NioSocketChannel:异步的客户端才CP Socket连接通道
NioServerSocketChannel:异步的服务端TCP Socket连接通道
NioDatagramChannel:异步的UDP连接通道
NioSctpChannel:异步的客户端Sctp连接通道
NioSctpServerChannel:异步的服务端Sctp连接通道

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Selector

通过Selector多路复用器实现IO的多路复用。Selector可以监听多个连接的Channel事件，同时可以不断的查询已注册Channel是否处于就绪状态，实现一个线程可以高效的管理多个Channel。

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NioEventLoop和NioEventLoopGroup

NioEventLoop本质就是一个线程，一个NioEventLoop就对应一个线程，但可以达到异步的处理事务，因为NioEventLoop内部维护了一个异步任务队列，用于存储需要在事件循环中执行的任务。通过将任务添加到队列中，NioEventLoop可以在空闲时间执行这些任务，从而实现了异步提交事务的能力。
NioEventLoopGroup管理NioEventLoop的生命周期，可以理解为是线程池，内部维护了一组线程。每个线程（即NioEventLoop)负责处理多个Channel上的事件。注意，一个Channel只对应一个线程，NioEventLoop和Channel它们是一对多的关系。
一个线程可以管理多个channel，但一个channel只能被一个线程执行

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ByteBuf

初始情况

写入数据

读取数据

已读的区域：[0,readerIndex]
可读的区域：[readIndex,writeIndex)
可写的区域：[writeIndex,capacity)

示例代码

public class ByteBufDemo {public static void main(String[] args) {//创建一个有10个容量数据的ByteBuf对象ByteBuf buf = Unpooled.buffer(10);System.out.println("init buf:"+buf);//添加数据for(int i = 0;i<5;i++){buf.writeByte(i);}System.out.println("after write:"+buf);//按照索引读取数据for(int i = 0;i<3;i++){System.out.println(buf.getByte(i));}System.out.println("after get:"+buf);//读取数据for(int i = 0;i<3;i++){System.out.println(buf.readByte());}System.out.println("after read:"+buf);}
}

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Channel相关组件

ChannelHandler
ChannelHandler用于处理拦截IO事件，往往在ChannelHandler中可以加入业务处理逻辑。ChannelHandler执行完后会将io事件转发到ChannelPipeline中的下一个处理程序。
ChannelHandlerContext
保存Channel相关的上下文信息，并关联一个ChannelHandler对象。
ChannelPipeline
ChannelPipeline是一个双向链表，其中保存着多个ChannelHandler。ChannelPipeline实现了一种高级形式的过滤器模式，在IO操作时发生的入站和出站事件，会导致ChannelPipeline中的多个ChannelHandler被依次调用。

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入站详情

现在我们的客户端和服务端之间就有三个拦截器
我们在NettyServerHandler里面收到信息就不用解码了，为什么，因为解码器的拦截器已经帮我们做好了

当我们服务端读数据的时候，会从客户端读数据==入站，因为解码的handler和业务处理的handler是入站拦截器，所以会对数据产生作用，但编码的handler不会，因为它是一个出站handler

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出站详情

站在服务端的立场

在Netty中，客户端和服务端的addLast方法有一些不同之处。具体来说，它们的区别如下：
1. 顺序：当调用addLast方法添加处理器时，它们的顺序略有不同。对于客户端来说，添加的处理器是按照添加的顺序进行顺序执行的，即先添加的处理器先执行。而对于服务端来说，添加的处理器是按照逆序执行的，即先添加的处理器后执行。
2. 作用对象：客户端的addLast方法主要作用于Outbound事件，用于处理从客户端发送到服务端的请求。而服务端的addLast方法主要作用于Inbound事件，用于处理从服务端接收到的请求。
3. 处理逻辑：客户端和服务端的addLast方法所添加的处理器，通常具有不同的处理逻辑。客户端的处理器通常用于编码请求、发送请求等操作。服务端的处理器通常用于解码请求、处理请求、编码响应等操作。

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对象编解码

对象编码器

对象解码器

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ProtoBuf和ProtoStuff

为了编解码提升性能，可以使用Protobuf域者Protpstuff对数据进行序列话和反序列化，效率更高。

第一步：导入依赖

<dependency><groupId>com.dyuproject.protostuff</groupId><artifactId>protostuff-api</artifactId><version>1.0.10</version>
</dependency><dependency><groupId>com.dyuproject.protostuff</groupId><artifactId>protostuff-core</artifactId><version>1.0.10</version>
</dependency><dependency><groupId>com.dyuproject.protostuff</groupId><artifactId>protostuff-runtime</artifactId><version>1.0.11</version>
</dependency>

第二步：引入工具类

public class ProtostuffUtils {/*** 避免每次序列化都重新申请Buffer空间*/private static LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(LinkedBuffer.DEFAULT_BUFFER_SIZE);/*** 缓存Schema*/private static Map<Class<?>, Schema<?>> schemaCache = new ConcurrentHashMap<>();/*** 序列化方法，把指定对象序列化成字节数组** @param obj* @param <T>* @return*/@SuppressWarnings("unchecked")public static <T> byte[] serialize(T obj) {Class<T> clazz = (Class<T>) obj.getClass();Schema<T> schema = getSchema(clazz);byte[] data;try {data = ProtostuffIOUtil.toByteArray(obj, schema, buffer);} finally {buffer.clear();}return data;}/*** 反序列化方法，将字节数组反序列化成指定Class类型** @param data* @param clazz* @param <T>* @return*/public static <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {Schema<T> schema = getSchema(clazz);T obj = schema.newMessage();ProtostuffIOUtil.mergeFrom(data, obj, schema);return obj;}@SuppressWarnings("unchecked")private static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> clazz) {Schema<T> schema = (Schema<T>) schemaCache.get(clazz);if (Objects.isNull(schema)) {//这个schema通过RuntimeSchema进行懒创建并缓存//所以可以一直调用RuntimeSchema.getSchema(),这个方法是线程安全的schema = RuntimeSchema.getSchema(clazz);if (Objects.nonNull(schema)) {schemaCache.put(clazz, schema);}}return schema;}
}

netty实现群聊系统

服务端基本代码

//群聊系统的服务器
public class ChatServer {public static void main(String[] args) throws Exception {EventLoopGroup boosGroup = new NioEventLoopGroup(1);EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();//配置参数serverBootstrap.group(boosGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_BACKLOG,1024).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {//获得piplelineChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();//添加handlerpipeline.addLast(new StringDecoder());pipeline.addLast(new StringEncoder());//添加业务处理handlerpipeline.addLast(new ChatServerHandler());}});System.out.println("聊天室启动了...");ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9090).sync();channelFuture.channel().closeFuture().sync();boosGroup.shutdownGracefully();workerGroup.shutdownGracefully();}
}

服务端业务代码

public class ChatServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String>{private SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");//存放Channel的容器，而且还可以执行对每个channel执行的任务private static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);//有客户端上线了//有新的客户端连接了，将该客户端的上线信息广播给其它所有客户端@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {//得到客户端的channelChannel channel = ctx.channel();String message = "客户端-"+channel.remoteAddress()+"于"+sdf.format(new Date())+"上线了\n";//得到其它客户端的channel向其它客户端发送该客户端的channelchannelGroup.writeAndFlush(message);//加入到channelGroup中channelGroup.add(channel);}/** 客户端下线则广播给其它客户端*/@Overridepublic void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {Channel channel = ctx.channel();//生成一个下线的信息String message = "客户端-"+channel.remoteAddress()+"于"+sdf.format(new Date())+"下线了\n";//广播给其它客户端channelGroup.writeAndFlush(message);}/**具体读数据的业务 */@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {//获得当前发消息的客户端channelChannel channel =   ctx.channel();//遍历所有的channelchannelGroup.forEach(ch->{if(channel!=ch){ch.writeAndFlush("客户端-"+channel.remoteAddress()+"于"+sdf.format(new Date())+"说:"+msg+"\n");}else{ch.writeAndFlush("我于"+sdf.format(new Date())+"说:"+msg+"\n");}});}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {super.exceptionCaught(ctx, cause);}
}

客户端基本代码

public class ChatClient {public static void main(String[] args) throws Exception {EventLoopGroup eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.group(eventLoopGroup).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();pipeline.addLast(new StringDecoder());pipeline.addLast(new StringEncoder());pipeline.addLast(new ChatClientHandler());}});//发送消息ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 9090).sync();Channel channel = channelFuture.channel();System.out.println("欢迎进入Yc聊天室");Scanner scanner = new Scanner(System.in);while (scanner.hasNextLine()){String message = scanner.nextLine();channel.writeAndFlush(message);}eventLoopGroup.shutdownGracefully();}
}

客户端业务代码

public class ChatClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {//打印在控制台@Overrideprotected void channelRead0(ChannelHandlerContext channelHandlerContext, String s) throws Exception {System.out.println(s);}
}

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粘包和拆包

TCP协议特点

作为一个流式传输协议，数据在TCP中传输是没有边界的。也就是说，客户端发送的多条数据，有可能会被认为是一条数据。或者，客户端发送的一条数据，有可能会被分成多条数据。这是由于TCP协议并不了解上层业务数据的具体含义，在使用TCP协议传输数据时，是根据TCP缓冲区的实际情况进行数据包的划分。

举个例子

我们要发两句话
我是杨 他是李
可能别人收到的信息就是我是杨他是李一条数据，也可能收到我是 杨他是李这两句话
假设我们这有个客户端

发送两百次消息

就可能得到这样的结果
粘包：缓冲区还可以放的下 拆包：缓冲区不可以放的下（乱码发生的原因是因为一个字的字节放在不同缓冲区内发送）