前言
上一篇文章我们对 Reactor 模型进行了详细的讲解，下面我们就来探究一下 Netty 模型，Netty 采用的就是 主从 Reactor 多线程模型。
[io.netty学习使用汇总][io.netty]
Netty 模型
下图就是 Netty 的工作原理图：
执行流程如下：
-
Netty 抽象出两组线程池 BossGroup 专门负责接收客户端的连接，WorkerGroup 专门负责网络的读写。
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BossGroup 和 WorkerGroup 类型都是 NioEventLoopGroup。
-
NioEventLoopGroup 相当于一个事件循环组，这个组中含有多个事件循环 ，每一个事件循环是 NioEventLoop。
-
NioEventLoop 表示一个不断循环的执行处理任务的线程， 每个NioEventLoop 都有一个selector ，用于监听绑定在其上的 socket 的网络通讯。
-
NioEventLoopGroup 可以有多个线程，即可以含有多个 NioEventLoop。
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每个Boss NioEventLoop 循环执行的步骤有3步 ：
-
1、轮询accept 事件 ；
-
2、处理accept 事件 ，与 client 建立连接 ，生成
NioScocketChannel，并将其注册到某个 worker NIOEventLoop 上的 selector； -
3、处理任务队列的任务 ， 即 runAllTasks。
-
每个 Worker NIOEventLoop 循环执行的步骤 ：
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1、轮询
read，write事件 处理 I/O 事件， 即read , write事件； -
2、在对应
NioScocketChannel处理； -
3、处理任务队列的任务 ， 即
runAllTasks； -
每个Worker NIOEventLoop 处理业务时，会使用pipeline(管道)，pipeline 中包含了channel ，即通过pipeline 可以获取到对应通道，管道中维护了很多的 处理器（ChannelHandler）。
代码示例
引入Maven依赖
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.49.Final</version>
</dependency>
服务端的管道处理器
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//读取数据实际(这里我们可以读取客户端发送的消息)
/*
1. ChannelHandlerContext ctx:上下文对象, 含有 管道pipeline , 通道channel, 地址
2. Object msg: 就是客户端发送的数据 默认Object
*/
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("server ctx =" + ctx);
Channel channel = ctx.channel();
//将 msg 转成一个 ByteBuf
//ByteBuf 是 Netty 提供的，不是 NIO 的 ByteBuffer.
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("客户端发送消息是:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("客户端地址:" + channel.remoteAddress());
}
//数据读取完毕
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//writeAndFlush 是 write + flush
//将数据写入到缓存，并刷新
//一般讲，我们对这个发送的数据进行编码
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("公司最近账户没啥钱，再等几天吧！", CharsetUtil.UTF_8));
}
//处理异常, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}
服务端主程序
public class NettyServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建BossGroup 和 WorkerGroup
//说明
//1. 创建两个线程组 bossGroup 和 workerGroup
//2. bossGroup 只是处理连接请求 , 真正的和客户端业务处理，会交给 workerGroup完成
//3. 两个都是无限循环
//4. bossGroup 和 workerGroup 含有的子线程(NioEventLoop)的个数
// 默认实际 cpu核数 * 2
//
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8
try {
//创建服务器端的启动对象，配置参数
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
//使用链式编程来进行设置
bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //设置两个线程组
.channel(NioServerSocketChannel.class) //bossGroup使用NioSocketChannel 作为服务器的通道实现
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 设置线程队列得到连接个数 option主要是针对boss线程组，
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态 child主要是针对worker线程组
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//workerGroup使用 SocketChannel创建一个通道初始化对象 (匿名对象)
//给pipeline 设置处理器
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//可以使用一个集合管理 SocketChannel， 再推送消息时，可以将业务加入到各个channel 对应的 NIOEventLoop 的 taskQueue 或者 scheduleTaskQueue
ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
}
}); // 给我们的workerGroup 的 EventLoop 对应的管道设置处理器
System.out.println(".....服务器 is ready...");
//绑定一个端口并且同步, 生成了一个 ChannelFuture 对象
//启动服务器(并绑定端口)
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(7788).sync();
//给cf 注册监听器，监控我们关心的事件
cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
@Override
public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
if (cf.isSuccess()) {
System.out.println("服务已启动,端口号为7788...");
} else {
System.out.println("服务启动失败...");
}
}
});
//对关闭通道进行监听
cf.channel().closeFuture().sync();
} finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}
NioEventLoopGroup是用来处理I/O操作的多线程事件循环器。Netty 提供了许多不同的EventLoopGroup的实现来处理不同的传输。
上面的服务端应用中，有两个NioEventLoopGroup被使用。第一个叫作bossGroup，用来接收进来的连接。第二个叫作workerGroup，用来处理已经被接收的连接，一旦 bossGroup接收连接，就会把连接的信息注册到workerGroup上。
ServerBootstrap是一个NIO服务的引导启动类。可以在这个服务中直接使用Channel。
- group方法用于 设置EventLoopGroup。
- 通过Channel方法，可以指定新连接进来的Channel类型为NioServerSocketChannel类。
- childHandler用于指定ChannelHandler，也就是前面实现的NettyServerHandler。
- 可以通过option设置指定的Channel来实现NioServerSocketChannel的配置参数。
- childOption主要设置SocketChannel的子Channel的选项。
- bind用于绑定端口启动服务。
客户端管道处理器
public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//当通道就绪就会触发该方法
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("client ctx =" + ctx);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("老板，工资什么时候发给我啊？", CharsetUtil.UTF_8));
}
//当通道有读取事件时，会触发
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
System.out.println("服务器回复的消息:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("服务器的地址： "+ ctx.channel().remoteAddress());
}
//处理异常, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
客户端主程序
public class NettyClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//客户端需要一个事件循环组
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//创建客户端启动对象
//注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
//设置相关参数
bootstrap.group(group) //设置线程组
.channel(NioSocketChannel.class) // 设置客户端通道的实现类(反射)
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new NettyClientHandler()); //加入自己的处理器
}
});
System.out.println("客户端 ok..");
//启动客户端去连接服务器端
//关于 ChannelFuture 要分析，涉及到netty的异步模型
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 7788).sync();
//给关闭通道进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}
客户端只需要一个NioEventLoopGroup就可以了。
测试运行
分别启动服务器 NettyServer 和客户端 NettyClient程序
服务端控制台输出内容：
.....服务器 is ready...
服务已启动,端口号为7788...
server ctx =ChannelHandlerContext(NettyServerHandler#0, [id: 0xa1b2233c, L:/127.0.0.1:7788 - R:/127.0.0.1:63239])
客户端发送消息是:老板，工资什么时候发给我啊？
客户端地址:/127.0.0.1:63239
客户端控制台输出内容：
客户端 ok..
client ctx =ChannelHandlerContext(NettyClientHandler#0, [id: 0x21d6f98e, L:/127.0.0.1:63239 - R:/127.0.0.1:7788])
服务器回复的消息:公司最近账户没啥钱，再等几天吧！
服务器的地址： /127.0.0.1:7788
至此，一个简单的基于Netty开发的服务端和客户端就完成了。
总结
本篇文章主要讲解了 Netty 的工作原理及简单应用。下节我们来讲解 Netty 的编解码。