Netty初探

NIO 的类库和 API 繁杂， 使用麻烦： 需要熟练掌握Selector、 ServerSocketChannel、 SocketChannel、 ByteBuffer等。
开发工作量和难度都非常大： 例如客户端面临断线重连、 网络闪断、心跳处理、半包读写、 网络拥塞和异常流的处理等等。
Netty 对 JDK 自带的 NIO 的 API 进行了良好的封装，解决了上述问题。且Netty拥有高性能、 吞吐量更高，延迟更低，减少资源消耗，最小化不必要的内存复制等优点。
Netty 现在都在用的是4.x，5.x版本已经废弃，Netty 4.x 需要JDK 6以上版本支持

Netty的使用场景：

1）互联网行业：

在分布式系统中，各个节点之间需要远程服务调用，高性能的 RPC 框架必不可少，Netty 作为异步高性能的通信框架，往往作为基础通信组件被这些 RPC 框架使用。典型的应用有：阿里分布式服务框架 Dubbo 的 RPC 框架使用 Dubbo 协议进行节点间通信，Dubbo 协议默认使用 Netty 作为基础通信组件，用于实现。各进程节点之间的内部通信。Rocketmq底层也是用的Netty作为基础通信组件。

2）游戏行业：

无论是手游服务端还是大型的网络游戏，Java 语言得到了越来越广泛的应用。Netty 作为高性能的基础通信组件，它本身提供了 TCP/UDP 和 HTTP 协议栈。

3）大数据领域：

经典的 Hadoop 的高性能通信和序列化组件 Avro 的 RPC 框架，默认采用 Netty 进行跨界点通信，它的 Netty Service 基于 Netty 框架二次封装实现。
netty相关开源项目：https://netty.io/wiki/related-projects.html

Netty通讯示例

Netty的maven依赖：

  1. <dependency>
  2.     <groupId>io.netty</groupId>
  3.     <artifactId>netty-all</artifactId>
  4.     <version>4.1.35.Final</version>
  5. </dependency>

服务端代码：

  1. public class NettyServer {
  3.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  5.         //创建两个线程组bossGroup和workerGroup, 含有的子线程NioEventLoop的个数默认为cpu核数的两倍
  6.         // 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
  7.         EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
  8.         EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
  9.         try {
  10.             //创建服务器端的启动对象
  11.             ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
  12.             //使用链式编程来配置参数
  13.             bootstrap.group(bossGroup, workerGroup) //设置两个线程组
  14.                     .channel(NioServerSocketChannel.class) //使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现
  15.                     // 初始化服务器连接队列大小，服务端处理客户端连接请求是顺序处理的,所以同一时间只能处理一个客户端连接。
  16.                     // 多个客户端同时来的时候,服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理
  17.                     .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
  18.                     .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//创建通道初始化对象，设置初始化参数
  20.                         @Override
  21.                         protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
  22.                             //对workerGroup的SocketChannel设置处理器
  23.                             ch.pipeline().addLast(new NettyServerHandler());
  24.                         }
  25.                     });
  26.             System.out.println("netty server start。。");
  27.             //绑定一个端口并且同步, 生成了一个ChannelFuture异步对象，通过isDone()等方法可以判断异步事件的执行情况
  28.             //启动服务器(并绑定端口)，bind是异步操作，sync方法是等待异步操作执行完毕
  29.             ChannelFuture cf = bootstrap.bind(9000).sync();
  30.             //给cf注册监听器，监听我们关心的事件
  31.             /*cf.addListener(new ChannelFutureListener() {
  32.                 @Override
  33.                 public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
  34.                     if (cf.isSuccess()) {
  35.                         System.out.println("监听端口9000成功");
  36.                     } else {
  37.                         System.out.println("监听端口9000失败");
  38.                     }
  39.                 }
  40.             });*/
  41.             //对通道关闭进行监听，closeFuture是异步操作，监听通道关闭
  42.             // 通过sync方法同步等待通道关闭处理完毕，这里会阻塞等待通道关闭完成
  43.             cf.channel().closeFuture().sync();
  44.         } finally {
  45.             bossGroup.shutdownGracefully();
  46.             workerGroup.shutdownGracefully();
  47.         }
  48.     }
  49. }
  52. /**
  53.  * 自定义Handler需要继承netty规定好的某个HandlerAdapter(规范)
  54.  */
  55. public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
  57.     /**
  58.      * 读取客户端发送的数据
  59.      *
  60.      * @param ctx 上下文对象, 含有通道channel，管道pipeline
  61.      * @param msg 就是客户端发送的数据
  62.      * @throws Exception
  63.      */
  64.     @Override
  65.     public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
  66.         System.out.println("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName());
  67.         //Channel channel = ctx.channel();
  68.         //ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链接, 出站入站
  69.         //将 msg 转成一个 ByteBuf，类似NIO 的 ByteBuffer
  70.         ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
  71.         System.out.println("客户端发送消息是:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
  72.     }
  74.     /**
  75.      * 数据读取完毕处理方法
  76.      *
  77.      * @param ctx
  78.      * @throws Exception
  79.      */
  80.     @Override
  81.     public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
  82.         ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("HelloClient", CharsetUtil.UTF_8);
  83.         ctx.writeAndFlush(buf);
  84.     }
  86.     /**
  87.      * 处理异常, 一般是需要关闭通道
  88.      *
  89.      * @param ctx
  90.      * @param cause
  91.      * @throws Exception
  92.      */
  93.     @Override
  94.     public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
  95.         ctx.close();
  96.     }
  97. }

客户端代码：

  1. public class NettyClient {
  2.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.         //客户端需要一个事件循环组
  4.         EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
  5.         try {
  6.             //创建客户端启动对象
  7.             //注意客户端使用的不是 ServerBootstrap 而是 Bootstrap
  8.             Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
  9.             //设置相关参数
  10.             bootstrap.group(group) //设置线程组
  11.                     .channel(NioSocketChannel.class) // 使用 NioSocketChannel 作为客户端的通道实现
  12.                     .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
  13.                         @Override
  14.                         protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
  15.                             //加入处理器
  16.                             channel.pipeline().addLast(new NettyClientHandler());
  17.                         }
  18.                     });
  19.             System.out.println("netty client start");
  20.             //启动客户端去连接服务器端
  21.             ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 9000).sync();
  22.             //对关闭通道进行监听
  23.             channelFuture.channel().closeFuture().sync();
  24.         } finally {
  25.             group.shutdownGracefully();
  26.         }
  27.     }
  28. }
  30. public class NettyClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
  32.     /**
  33.      * 当客户端连接服务器完成就会触发该方法
  34.      *
  35.      * @param ctx
  36.      * @throws Exception
  37.      */
  38.     @Override
  39.     public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
  40.         ByteBuf buf = Unpooled.copiedBuffer("HelloServer", CharsetUtil.UTF_8);
  41.         ctx.writeAndFlush(buf);
  42.     }
  44.     //当通道有读取事件时会触发，即服务端发送数据给客户端
  45.     @Override
  46.     public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
  47.         ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
  48.         System.out.println("收到服务端的消息:" + buf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
  49.         System.out.println("服务端的地址： " + ctx.channel().remoteAddress());
  50.     }
  52.     @Override
  53.     public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
  54.         cause.printStackTrace();
  55.         ctx.close();
  56.     }
  57. }

看完代码，我们发现Netty框架的目标就是让你的业务逻辑从网络基础应用编码中分离出来，让你可以专注业务的开发，而不需写一大堆类似NIO的网络处理操作。