当发送“Hello,World”时,channel发生了什么?
一、Netty概述
1.Netty是什么?
Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架,用于快速开发可维护、高性能的网络服务器和客户端。
2.Netty的地位怎么样?
Netty 在 Java 网络应用框架中的地位就好比:Spring 框架在 JavaEE 开发中的地位
以下的框架都使用了 Netty,因为它们有网络通信需求!
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Cassandra - nosql 数据库
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Spark - 大数据分布式计算框架
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Hadoop - 大数据分布式存储框架
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RocketMQ - ali 开源的消息队列
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ElasticSearch - 搜索引擎
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gRPC - rpc 框架
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Dubbo - rpc 框架
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Spring 5.x - flux api 完全抛弃了 tomcat ,使用 netty 作为服务器端
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Zookeeper - 分布式协调框架
3.Netty有哪些优势?
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Netty vs NIO,工作量大,bug 多
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需要自己构建协议
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解决 TCP 传输问题,如粘包、半包
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epoll 空轮询导致 CPU 100%
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对 API 进行增强,使之更易用,如 FastThreadLocal => ThreadLocal,ByteBuf => ByteBuffer
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Netty vs 其它网络应用框架
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Mina 由 apache 维护,将来 3.x 版本可能会有较大重构,破坏 API 向下兼容性,Netty 的开发迭代更迅速,API 更简洁、文档更优秀
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久经考验,16年,Netty 版本
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2.x 2004
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3.x 2008
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4.x 2013
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5.x 已废弃(没有明显的性能提升,维护成本高)
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二、使用Netty实现一个简单的网络通信模型
开发一个简单的服务器端和客户端:
客户端向服务器端发送“Hello,World!”;服务器只接收并打印输出,不返回。
加依赖
<dependency><groupId>io.netty</groupId><artifactId>netty-all</artifactId><version>4.1.39.Final</version></dependency>
服务器端
public class HelloServer {public static void main(String[] args) {// 1. 启动器,负责组装netty组件,启动服务器new ServerBootstrap()// 2. BossEventLoop, WorkerEventLoop(selector,thread), group组.group(new NioEventLoopGroup())// 3. 选择 服务器的 ServerSocketChannel 实现.channel(NioServerSocketChannel.class) // OIO BIO// 4.boss 负责处理连接 worker(child) 负责处理读写,决定了 worker(child)能执行那些操作(handler).childHandler(// 5. channel 代表和客户端进行数据读写的通道 Initializer 初始化,负责添加别的handlernew ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {// 6. 添加具体的 handlerch.pipeline().addLast(new StringDecoder()); // 将ByteBuf 转换为字符串ch.pipeline().addLast(new ChannelInboundHandlerAdapter(){ // 自定义 handler@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {// 打印上一步转换好的字符串System.out.println(msg);}});}})// 7.绑定监听端口.bind(9090);}
}
代码解读
1.服务器端创建一个新的ServerBootstrap实例。ServerBootstrap是Netty中用于设置服务器端的参数并启动服务器的启动类。
2.为服务器设置一个事件循环组。NioEventLoopGroup是一个基于NIO(非阻塞I/O)的实现,用于处理I/O操作的多线程事件循环。这允许服务器处理多个并发连接。可以理解为创建一个组,组中包含多个eventLoop,把 eventLoop 理解为处理数据的工人:
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工人可以管理多个 channel 的 io 操作,并且一旦工人负责了某个 channel,就要负责到底(绑定)。
-
工人既可以执行 io 操作,也可以进行任务处理,每位工人有任务队列,队列里可以堆放多个 channel 的待处理任务,任务分为普通任务、定时任务。
3.选择一个serverChannel的实现,有基于NIO的服务器端实现、OIO(阻塞IO)的服务器端实现、基于Linux的Epoll的服务器端实现等。
4.添加事件处理逻辑。
5.ChannelInitializer是一个特殊的channel处理器,用于对channel中的handler进行初始化,具体的handler添加到initChannel()方法中。可以把handler 理解为数据的处理工序。
6.数据传输都是以字节形式传输,Netty使用ByteBuf对NIO中ByteBuffer进行增强,通过StringDecode()解码成字符,传输给msg,最终打印输出。pipeline可以理解为把多道工序合在一起, pipeline负责发布事件(读、读取完成...)传播给每个 handler, handler 对自己感兴趣的事件进行处理(重写了相应事件处理方法)
7.绑定端口,用于客户端连接。
客户端
public class HelloClient {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 1. 启动类new Bootstrap()// 2. 添加EventLoop.group(new NioEventLoopGroup())// 3. 选择客户端 channel 实现.channel(NioSocketChannel.class)// 4. 添加处理器.handler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast(new StringEncoder());}})// 5. 连接到服务器.connect(new InetSocketAddress("localhost",9090))// 6. 等待connect建立连接完毕.sync()// 7. 获取channel对象.channel()// 8. 向服务发送数据.writeAndFlush("hello, world");}
}
代码解读
1.客户端创建一个新的Bootstrap实例。Bootstrap是Netty中用于设置客户端参数并启动客户端的启动类。
2.NioEventLoopGroup,同 Server。
3.选择客户 Socket 实现类,NioSocketChannel 表示基于 NIO 的客户端实现,其它实现还有基于OIO的客户端实现、基于Linux的Epoll的客户端实现等。
4.添加 SocketChannel 的处理器,ChannelInitializer 处理器(仅执行一次),它的作用是待客户端 SocketChannel 建立连接后,执行 initChannel 以便添加更多的处理器。
5.指定要连接的服务器和端口。
6.Netty 中很多方法都是异步的,如 connect,这时需要使用 sync 方法等待 connect 建立连接完毕。
7.获取 channel 对象,它即为通道抽象,可以进行数据读写操作。
8.写入消息并清空缓冲区。
运行结果
流程梳理
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