Netty 常见组件介绍

Netty 常见组件介绍

上篇文章Netty入门程序echo 基本包含了Netty常见的组件，本文分别介绍各个组件

• Bootstrap or ServerBootstrap
• EventLoop
• EventLoopGroup
• ChannelPipeline
• Channel
• Future or ChannelFuture
• ChannelInitializer
• ChannelHandler

Bootstrap vs ServerBootstrap

Bootstrap

Bootstrap 主要用于客户端的配置，它主要用于创建一个连接到远程服务器的客户端应用程序

它允许你设置以下内容

• EventLoopGroup
• Channel
• ChannelInitializer 用来配置新创建的通道的 ChannelPipeline。

 Bootstrap b = new Bootstrap();b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder());ch.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder());ch.pipeline().addLast(new ClientHandler());}});// 连接到服务器ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();

ServerBootstrap

ServerBootstrap 是专门用于配置和启动服务端通道的工具类。
它用于创建一个能够监听指定端口，接收客户端连接并处理客户端请求的服务器应用程序

ServerBootstrap还需要配置
childHandler 服务端会为每个客户端连接创建一个新的通道，childHandler方法用于添加处理这些客户端通道事件的ChannelHandler。

ServerBootstrap 需要两个 EventLoopGroup，一个用于接受连接
另一个用于处理 IO读写操作，而Bootstrap只需要指定一个EventLoopGroup用于处理IO读写操作

 EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();try {ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();b.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast("decoder", new StringDecoder());ch.pipeline().addLast("encoder", new StringEncoder());ch.pipeline().addLast(new ServerHandler());}});ChannelFuture f = b.bind(port).sync();

Channel

Channel 在 Netty 中是对网络 I/O 操作的抽象。它代表了一个网络连接或者通信管道，可以是服务器端用于监听客户端连接的通道，也可以是客户端用于连接服务器的通道。

• NioSocketChannel

基于 Java NIO 的 Socket 通道，主要用于客户端建立 TCP 连接。前面Bootstrap客户端代码片段使用的就是NioSocketChannel

• NioServerSocketChannel

同样基于 Java NIO，用于服务器端监听 TCP 端口，等待客户端的连接请求。前面ServerBootstrap代码片段使用的就是NioSocketChannel

• EpollSocketChannel 和 EpollServerSocketChannel（适用于 Linux）

这两种通道是基于 Linux 的 epoll 机制实现的。
EpollSocketChannel用于客户端连接，EpollServerSocketChannel用于服务器监听

• OioSocketChannel 和 OioServerSocketChannel（基于旧的阻塞 I/O）

这是基于传统的阻塞式 I/O 实现的通道，使用的比较少，通常我们使用NIO，都使用Netty，还用阻塞IO，小编实在编不出有什么合适的理由。

ChannelPipeline

ChannelPipeline 是 Netty 中的一个核心组件，它是一个ChannelHandler 的责任链，负责处理所有的入站事件(读)和出站事件（写）。 无论服务端还是客户端都可能要处理读写事件，因为本质建立在TCP链接基础上，是全双工的。

ChannelPipeline无论在服务端还是客户端，它的设置都非常重要。

ChannelPipeline 包含着一系列的 ChannelHandler，服务端/客户端按照ChannelHandler顺序来处理 IO 事件，它的顺序非常重要。

事件处理顺序

责任链中隐含两个Handler，一个Header,一个是Tail,这两个非常重要，本文先点到为止。

加上Header和Tail用户向ChannelPipeline中添加的ChannelHandler1，ChannelHandler2，…，ChannelHandlerN ; 按顺序处理出站/入站事件。

入站事件顺序

入站事件从 ChannelPipeline 的头部开始，向尾部传播

Header -> ChannelHandler1 -> ChannelHandler2 -> … -> ChannelHandlerN -> Tail

出站事件顺序

出站事件则从ChannelPipeline尾部开始，向头部传播。

Tail -> ChannelHandlerN -> … -> ChannelHandler2 -> ChannelHandler1 -> Header

只有理解了ChannelPipeline的处理顺序，我们才能正确的设置责任链上 ChannelHandler,才能正确的处理对应事件。

ChannelInitializer

ChannelInitializer 是 Netty 中一个非常重要的组件， 它就像是一个 ChannelPipeline 的构建器

ChannelFuture

jdk线程池异步执行需要返回结果的 通常返回的是Future,
ChannelFuture 接口继承 Future，
ChannelFuture 是 Netty 中用于表示一个异步操作结果的接口。在 Netty 中，许多 I/O 操作（如连接建立、数据写入、绑定端口等）都是异步执行的。

ChannelHandler

ChannelHandler 是 Netty 中用于处理 Channel 事件的核心组件。它是一个接口，定义了一系列方法来处理各种网络 I/O 事件，
如数据读取、写入、连接建立和关闭等。可以把 ChannelHandler 看作是一个事件处理器

• ChannelInboundHandler:
  处理入站事件，如连接建立、数据接收、异常捕获等。
  常见实现：SimpleChannelInboundHandler, ChannelInboundHandlerAdapter

• ChannelOutboundHandler:
  处理出站事件，如绑定、连接、写入数据等。
  常见实现：ChannelOutboundHandlerAdapter

• ChannelDuplexHandler:
  同时处理入站和出站事件。
  常见实现：ChannelDuplexHandler

上面列的几个类比较底层，Netty 内置了许多ChannelHandler ,如果使用Netty开发某些功能肯定会打交道，我们只需要专学处理消息的读写即可。以下列举几个典型的后续大部分都会接触。

• ByteToMessageDecoder

它是一个抽象类，它实现了 ChannelInboundHandler 接口,底层将数据读到ByteBuf中，我们需要将ByteBuf 转换为业务对象，再传递给后续处理器处理。

与之相对应的是MessageToByteEncoder ，将业务消息对象编码为"ByteBuf",再发送给客户端(出站事件)

StringDecoder 和 StringEncoder 就是对应的实现类。 我们基于ByteToMessageDecoder也能实现内置的处理器的能力

public class MyByteToMessageDecoder extends ByteToMessageDecoder {@Overrideprotected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {msg = doDecode(in);out.add(msg);}}

其他高级的内置处理器，我们在处理半包，粘包问题可以结合使用。

• DelimiterBasedFrameDecoder

基于分隔符的解码器，用于处理以特定字符或字符序列分隔的消息。适用于消息以特定字符分隔的场景。 能够处理TCP 半包问题

• LineBasedFrameDecoder

基于行的解码器，用于处理以换行符分隔的消息。适用于消息以换行符分隔的场景。可以看成是特殊的基于分隔符的解码器

• FixedLengthFrameDecoder
  固定长度的帧解码器，用于处理固定长度的消息。适用于消息长度固定的场景。能够处理TCP 半包问题

总结

Netty 组件看上去很多，实际上我们通常只需要关注 消息解码、编码 和读写事件的处理，这也是选择Netty 原因，简单同时兼顾性能。