點(diǎn)擊查看 《Netty in Action》筆記目錄。
本文是對《Netty in Action》第3章內(nèi)容的筆記和翻譯区拳，主要內(nèi)容包括：
- Netty 技術(shù)和架構(gòu)方面的介紹
-
Channel浅蚪、EventLoop和ChannelFuture -
ChannelHandler和ChannelPipeline - 啟動（ Bootstrapping）
Channel、EventLoop 和 ChannelFuture
下面這些可以被看做 Netty 網(wǎng)絡(luò)模型的抽象：
-
Channel：Sockets -
EventLoop：流控烫罩、多線程惜傲、并發(fā) -
ChannelFuture：異步通知
Channel 接口
Java 中基本的網(wǎng)絡(luò) I/O 操作依賴 Socket 類，如：bind()贝攒、connect()盗誊、read() 和 write()。Netty 中的 Channel 接口提供的 API 與直接操作 Sockets API 相比隘弊，大大減少了復(fù)雜度哈踱。此外，Channel 是很多專有實(shí)現(xiàn)的基類梨熙，這些實(shí)現(xiàn)包括：
EmbeddedChannelLocalServerChannelNioDatagramChannelNioSctpChannelNioSocketChannel
EventLoop 接口
EventLoop 定義了 Netty 核心抽象：在一個連接周期中處理發(fā)生的事件开镣。圖3.1 在一個高層次展示了 Channels、EventLoops咽扇、Threads 和 EventLoopGroups 的關(guān)系邪财。關(guān)系如下：
- 一個
EventLoopGroup包括了一個或多個EventLoop陕壹。 - 一個
EventLoop在生命周期中只會綁定到一個單一的線程Thread。 - 所有被
EventLoop處理的 I/O 事件都會被它綁定的線程Thread處理树埠。 - 一個
Channel會在一個單一的EventLoop中注冊它的生命周期糠馆。 - 一個單一的
EventLoop可能會被分配多個Channels。
值得注意的是：在這個設(shè)計(jì)中又碌，一個給定 Channel 的 I/O 的操作都是由同一個線程執(zhí)行的，也就是這些操作是單線程的绊袋，所以無形中消除了同步的問題毕匀。
ChannelFuture 接口
Netty 中提供了 ChannelFuture，這個接口具有 addListener()方法愤炸，通過這個方法可以注冊一個 ChannelFutureListener期揪，這個監(jiān)聽器會在方法結(jié)束時(shí)被調(diào)用（無論執(zhí)行是否成功）。
ChannelFuture 的更多介紹
可以把ChannelFuture看做是存放結(jié)果的一個站位空間规个，這里的結(jié)果將會在未來的某個時(shí)刻被填滿凤薛。可以確定的是：對于同一個Channel的所有操作都會被執(zhí)行诞仓，并且執(zhí)行順序與調(diào)用的順序一致缤苫。
ChannelHandler 和 ChannelPipeline
ChannelHandler 接口
對于應(yīng)用開發(fā)者來說，Netty 中最重要的組件是 ChannelHandler墅拭。這個組件承載了對輸入輸出數(shù)據(jù)的所有應(yīng)用處理邏輯活玲。
事實(shí)上，ChannelHandler 幾乎可以滿足所有的操作谍婉，包括：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的格式舒憾、處理過程中拋出的異常等。
ChannelPipeline 接口
ChannelPipeline 提供了鏈?zhǔn)?ChannelHandlers 的一個承載容器穗熬，并且定義了在這個鏈中傳遞輸入輸出事件的 API镀迂。當(dāng)一個 Channel 被創(chuàng)建的時(shí)候，它會被自動綁定到它所在的 ChannelPipeline 上唤蔗。
ChannelHandler 通過以下步驟安裝到 ChannelPipeline 上：
- 在
ServerBootstrap上注冊一個ChannelInitializer的實(shí)現(xiàn)探遵。 - 當(dāng)
ChannelInitializer.initChannel()函數(shù)被調(diào)用的時(shí)候，ChannelInitializer將會在 pipeline 中安裝一系列的ChannelHandler妓柜。 - 然后
ChannelInitializer從ChannelPipeline中把它自身刪除箱季。
圖3.2 展示了從 ChannelHandler 派生出來的 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler。
圖3.3 展示了 Netty 應(yīng)用中輸入和輸出端數(shù)據(jù)流的區(qū)別棍掐。
輸入輸出處理器的更多介紹
一個事件可以通過ChannelHandlerContext傳遞到鏈中的下一個處理器藏雏，ChannelHandlerContext在每個方法中都會被作為一個輸入?yún)?shù)。因?yàn)槟阌袝r(shí)候會忽略不感興趣的事件作煌，Netty 提供了抽象基礎(chǔ)類ChannelInboundHandlerAdapter和ChannelOutboundHandlerAdapter诉稍。每個都提供了方法實(shí)現(xiàn)蝠嘉，通過調(diào)用ChannelHandlerContext中的相應(yīng)方法，可以簡化傳遞到下一個處理者的操作杯巨。然后蚤告，你可以擴(kuò)展類并覆蓋你感興趣的方法。
當(dāng)兩種類別處理器在同一個 ChannelPipeline 中混合時(shí)會發(fā)生什么服爷？盡管輸入輸出 handler 都繼承于 ChannelHandler杜恰，但 Netty 還是會區(qū)分 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler 的不同實(shí)現(xiàn)，并且 確保數(shù)據(jù)只在方向相同類型的 handler 之間傳遞仍源。
當(dāng) ChannelHandler 被加入到 ChannelPipeline 中時(shí)心褐，它會被分配一個 ChannelHandlerContext，這個 ChannelHandlerContext 代表了 ChannelHandler 和 ChannelPipeline 之間的綁定關(guān)系笼踩。
Netty 中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法有兩種：
- 直接寫入到
Channel逗爹，消息會從ChannelPipeline的尾部開始傳遞。 - 寫入到
ChannelHandler關(guān)聯(lián)的ChannelHandlerContext嚎于，消息會從ChannelPipeline中的__下一個__handler 開始傳遞掘而。
進(jìn)一步了解 ChannelHandler
Netty 中有一些適配類，從而減少了常用 ChannelHandler 類的工作量于购。這些適配類提供了相應(yīng)接口方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)袍睡。
你在寫 handle 時(shí)經(jīng)常會用到的適配類包括：
ChannelHandlerAdapterChannelInboundHandlerAdapterChannelOutboundHandlerAdapterChannelDuplexHandlerAdapter
編碼和解碼
當(dāng)你使用 Netty 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換肋僧。輸入的消息將會被解碼斑胜，也就是將輸入的字節(jié)轉(zhuǎn)換為另一種格式，典型的是轉(zhuǎn)化為一個 Java 對象嫌吠。如果數(shù)據(jù)是輸出的止潘，相反的操作將會發(fā)生：會從現(xiàn)在的格式編碼成自己。需要這樣做的原因很簡單辫诅，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一系列的字節(jié)凭戴。
所有 Netty 提供的編碼解碼（encoder/decoder）的適配類都實(shí)現(xiàn)于 ChannelInboundHandler 或者 ChannelOutboundHandler。
你將發(fā)現(xiàn)：對于輸入數(shù)據(jù)泥栖，channelRead 方法或事件會被覆寫簇宽。對于輸入 Channel 的每條數(shù)據(jù)勋篓，這個方法都會被調(diào)用吧享。然后會調(diào)用解碼器的 decode() 方法，并將解碼后的字節(jié)傳輸?shù)?pipeline 中的下一個 ChannelInboundHandler譬嚣。
而輸出數(shù)據(jù)的模式正好相反：編碼器將消息轉(zhuǎn)換為字節(jié)钢颂，并將這些字節(jié)傳遞到下一個 ChannelOutboundHandler。
抽象類 SimpleChannelInboundHandler
很常見的是拜银，你的應(yīng)用需要實(shí)現(xiàn)一個 handler 來接受解碼的數(shù)據(jù)并且在數(shù)據(jù)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯殊鞭。創(chuàng)建這樣的一個 ChannelHandler遭垛，你只需要擴(kuò)展基類 SimpleChannelInboundHandler<T>，其中 T 是你需要處理的數(shù)據(jù)對應(yīng)的 Java 類型操灿。
這個 handler 中最重要的一個方法是 channelRead0(ChannelHandlerContext,T)锯仪。
Bootstrapping
Netty 的啟動類可以為應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)層提供配置容器。
面向連接的協(xié)議
請記字貉巍：嚴(yán)格意義上的連接（“connection”）只適用于面向連接的協(xié)議庶喜，如 TCP。在這樣的協(xié)議中救鲤，可以保證連接的端之間可以按序接收到數(shù)據(jù)久窟。
相應(yīng)的，有兩種類型的啟動類：一個是客戶端（Bootstrap）本缠，另一個是服務(wù)端（ServerBootstrap）斥扛。
下表對這兩種類型的啟動進(jìn)行了比較。
| 類別 | Bootstrap | ServerBootstrap |
|---|---|---|
| 網(wǎng)絡(luò)功能 | 連接遠(yuǎn)程主機(jī)和端口 | 綁定本地端口 |
EventLoopGroup 的數(shù)目 |
1 | 2 |
啟動一個客戶端只需要一個 EventLoopGroup丹锹，但是服務(wù)端的 ServerBootstrap 需要兩個（可以是同一個實(shí)例）稀颁，這是為什么？
服務(wù)端需要兩個區(qū)分的 Channel 集合卷仑。第一個集合包括一個 ServerChannel峻村，它代表了服務(wù)端自己用于監(jiān)聽（listening）的 socket，綁定到本地端口锡凝；第二個集合包括了所有創(chuàng)建的 Channels粘昨，用于處理輸入服務(wù)端接收到的各個客戶端連接。圖3.4 展示了這個模型窜锯，并說明了為什么需要2個不同的 EventLoopGroups张肾。
與 ServerChannel 相關(guān)的 EventLoopGroup 為 ServerChannel分配了一個 EventLoop，這個 EventLoop 負(fù)責(zé)為即將到來的連接請求創(chuàng)建 Channel锚扎。一旦接收到連接吞瞪，第二個 EventLoopGroup 會為創(chuàng)建出來的 Channel 分配對應(yīng)的 EventLoop。
