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Read book Netty in action (Chapter II) (Netty Introduction)

news 2025/7/4 12:30:56

前言

支持15W的并发客户端，我们应该视为理所当然的事情，很多公司甚至能够支撑更多，例如我们熟知的 BAT，当几年前双十一的夜晚，并发量是不可估计的。还有春节的时候购票的时候的并发。作为一个优秀的开发人员，我们要把自己的期望提高，例如：老板说要支持15W，你最少要做到20W甚至30W。因为总会有更高的吞吐量和可扩展性的要求，在漫长的历史长河中，直接使用底层的API是很复杂的，所以有了Spring，Mybatis等史诗级框架。对于我们技术人员而言，他们已经不可或缺了。
在网络编程领域，Netty是Java的史诗级看框架，他将复杂的事情简单化。让我们去做我们真正感兴趣的事。

WHY

在首次深入之前，我们需要了解一下nettty的好处。
首先它是易于使用的，而且性能比JAVA核心的API有更多的吞吐量和耕地的延迟，因为池化（例如：线程池和德鲁伊）和复用，更低的资源消耗和更少的内存复制，健壮性不会导致OOM（不得不说，OOM的确令人头疼，我曾经做过SAP，在对接的时候务必十分小心，不然就会OOM，还有POI解析几百万数据的时候，不仅慢，而且内存容易溢出，所以我选择SAX），安全。（其实书上说的更多，我做了剪切，有需要可以去读原文。）

异步和事件驱动

异步事件可能很熟悉，例如：你可能永远也不会收到你发出去的电子邮箱对应的回复（给并发大师Lee或者给你喜欢的superstar写一封电子邮箱，你就会有体验。），你也不会傻傻的等着。或者我正在写信的时候收到垃圾邮箱，异步事件也可以有序。通常来说：你只有写信了，人家才有可能回复你，你在等待的时候也可以做一些其他的事情，例如：读一些杂志，喝一点开发或者中国茶。
在日常的生活中，异步因为常见可能会被你忽视，但是让计算机以相同的方式去做事，可能会产生一些特殊的问题。本质上，一个即是异步的又是事件驱动的程序的系统会表现出一些行为，它可以以任意的顺序响应在任意时间发生的事情。
这种能力对于实现可伸缩性至关重要，定义为：一种系统或者网络需要处理的工作不断增长的时候，可以通过某种行为扩大它的处理能力来适应增长。

异步和可伸缩性之间的联系

非阻塞网络调用使得我们可以不必等待一个操作的完成（写邮件），完全异步的IO正是基于这个特性构建的，并且更进一步：异步方法会立刻返回，并且在它完成的时候通知客户（参考：未来任务）。选择器可以使得我们使用较少的程序去监控许多连接上的事件。

What

Netty是什么，有什么核心构成的。正是例如：Spring Cloud的组件有哪些类似。
可以先看一下核心组件，我们并不需要知道代码意思。

Channel

Channel是JAVA NIO的一个基本构造，说白了，它就是一个实体（一个硬件设备，一个文件，一个网络套接字或者能够执行一个或者多个不同的IO操作的程序组件）的开放连接，例如：read\write。因此它是可以打开或者关闭的，是数据传入传出的载体。

回调

一个回调就是一个方法，一个指向已经被提供给另外一个方法的方法的引用。这使得后者可以调用前者，这是操作之后通知的常用手段之一。
Netty在内部使用了回调处理事件，当一个回调被触发的时候，相关的事件可以被Hanlder去处理。参照下面的例子：
导入

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.netty/netty-all -->
<dependency><groupId>io.netty</groupId><artifactId>netty-all</artifactId><version>4.1.51.Final</version>
</dependency>

public class ConnectHandler  extends ChannelInboundHandlerAdapter {@Override//当一个新的连接已经被建立时，channelActive(ChannelHandlerContext)将会被调用public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx)throws Exception {System.out.println("Client " + ctx.channel().remoteAddress() + " connected");}
}

当一个新的连接被建立的时候，回调方法就会被调用。

Future

大家应该听过FutureTask，或者用过，它提供了另一种在操作完成时通知应用程序的方式。这个对象可以看做是一个异步结果的占用符，它会在完成之后，提供你对结果的访问。
juc包里有Future类并且有所实现，可以动手检查，或者阻塞到其完成。netty有ChannelFuture。用于执行异步操作的时候用。
代码：

public interface ChannelFuture extends Future<Void> {Channel channel();ChannelFuture addListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>> var1);ChannelFuture addListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>>... var1);ChannelFuture removeListener(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>> var1);ChannelFuture removeListeners(GenericFutureListener<? extends Future<? super Void>>... var1);ChannelFuture sync() throws InterruptedException;ChannelFuture syncUninterruptibly();ChannelFuture await() throws InterruptedException;ChannelFuture awaitUninterruptibly();boolean isVoid();
}

这一段代码展示了一个ChannelFuture作为IO操作的一部分返回的样子。这里，connect()方法会直接返回，不会阻塞，该调用会在后台完成。这样可以更高效的利用资源。

public class ConnectExample {private static final Channel CHANNEL_FROM_SOMEWHERE = new NioSocketChannel();public static void connect() {Channel channel = CHANNEL_FROM_SOMEWHERE; //reference form somewhere// Does not block//异步地连接到远程节点ChannelFuture future = channel.connect(new InetSocketAddress("192.168.5.30", 29));//注册一个 ChannelFutureListener，以便在操作完成时获得通知future.addListener(new ChannelFutureListener() {@Overridepublic void operationComplete(ChannelFuture future) {//检查操作的状态if (future.isSuccess()) {//如果操作是成功的，则创建一个 ByteBuf 以持有数据ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer("Hello", Charset.defaultCharset());//将数据异步地发送到远程节点。返回一个 ChannelFutureChannelFuture wf = future.channel().writeAndFlush(buffer);// ...} else {//如果发生错误，则访问描述原因的 ThrowableThrowable cause = future.cause();cause.printStackTrace();}}});}
}

怎么去处理失败完全取决你自己。

事件和ChannelHandler

Netty使用不同的事件来通知我们状态是什么。这使得我们可以基于操作来引发一些动作。可能是：记录日志，数据转换，流的控制，一些逻辑。
Netty是一个网络编程框架，所以事件是按照相关性分类的。入站包括：开启（连接、激活、开始读取、用户事件等）。
出站是未来将会触发的动作的结果。
每个事件都可以被分发给ChannelHandler类中的某个用户实现的方法。

把他们放在一起

Future、回调和ChannerHandler

Nettty是基于Future和回调的，然后将事件派发给ChannerHandler。这样组成了一个netty的设计思想。

选择器、事件和EventLoop

Netty通过触发事件为Selector从应用程序中抽象出来，没有代码污染，为每一个通道配备一个EventLoop。用以处理所有事件。EventLoop顾名思义。本身是一个县城驱动，处理通道中的所有IO事件，而且在整个EventLoop的生命周期中都不会改变。我们只需要专注于程序开发即可。

结束语

初步了解了Metty之后，将会在下次正式得去编写一个netty的程序。其实Netty就是一个网络API的演变过程，用异步、非阻塞并且可介入操作的形式让我们的程序变得更加的牛逼（高可用，高可靠性，高稳定等）。

前言

WHY