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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Netty入门-第二话 |
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Netty |
对Netty的架构进行了解析，主要是Reactor设计模式的多种解决方案。同时讲解了Netty的核心模块组件。 |
f846f3f |
2021-04-15 07:21:58 -0700 |
NIO的类库和API繁杂，使用麻烦：需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。- 需要具备其他的额外技能：要熟悉
Java多线程编程，因为NIO编程涉及到Reactor模式，你必须对多线程和网络编程非常熟悉，才能编写出高质量的NIO程序。 - 开发工作量和难度都非常大：例如客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常流的处理等等。
JDK NIO的Bug：例如臭名昭著的Epoll Bug，它会导致Selector空轮询，最终导致CPU100%。直到JDK1.7版本该问题仍旧存在，没有被根本解决。
Netty is an asynchronous event-driven network application framework for rapid development of maintainable high performance protocol servers & clients.
Netty 对 JDK 自带的 NIO 的 API 进行了封装，解决了上述问题。
- 设计优雅：适用于各种传输类型的统一
API阻塞和非阻塞Socket；基于灵活且可扩展的事件模型，可以清晰地分离关注点；高度可定制的线程模型-单线程，一个或多个线程池。 - 使用方便：详细记录的
Javadoc，用户指南和示例；没有其他依赖项，JDK5（Netty3.x）或6（Netty4.x）就足够了。 - 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。
- 安全：完整的
SSL/TLS和StartTLS支持。 - 社区活跃、不断更新：社区活跃，版本迭代周期短，发现的
Bug可以被及时修复，同时，更多的新功能会被加入。
Netty版本分为Netty 3.x和Netty 4.x、Netty 5.x- 因为
Netty 5出现重大bug，已经被官网废弃了，目前推荐使用的是Netty 4.x的稳定版本 - 目前在官网可下载的版本
Netty 3.x、Netty 4.0.x和Netty 4.1.x - 在本套课程中，我们讲解
Netty4.1.x版本 Netty下载地址：https://bintray.com/netty/downloads/netty/
- 不同的线程模式，对程序的性能有很大影响，为了搞清
Netty线程模式，我们来系统的讲解下各个线程模式，最后看看Netty线程模型有什么优越性。 - 目前存在的线程模型有：传统阻塞
I/O服务模型 和Reactor模式 - 根据
Reactor的数量和处理资源池线程的数量不同，有3种典型的实现- 单
Reactor单线程； - 单
Reactor多线程； - 主从
Reactor多线程
- 单
Netty线程模式（Netty主要基于主从Reactor多线程模型做了一定的改进，其中主从Reactor多线程模型有多个Reactor）
- 黄色的框表示对象，蓝色的框表示线程
- 白色的框表示方法（
API）
- 采用阻塞
IO模式获取输入的数据 - 每个连接都需要独立的线程完成数据的输入，业务处理，数据返回
- 当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源
- 连接创建后，如果当前线程暂时没有数据可读，该线程会阻塞在 Handler对象中的
read操作，导致上面的处理线程资源浪费
基于 I/O 复用模型：多个连接共用一个阻塞对象ServiceHandler，应用程序只需要在一个阻塞对象等待，无需阻塞等待所有连接。当某个连接有新的数据可以处理时，操作系统通知应用程序，线程从阻塞状态返回，开始进行业务处理。
Reactor 在不同书中的叫法：
-
反应器模式
-
分发者模式（Dispatcher）
-
通知者模式（notifier）
-
基于线程池复用线程资源：不必再为每个连接创建线程，将连接完成后的业务处理任务分配给线程进行处理，一个线程可以处理多个连接的业务。（解决了当并发数很大时，会创建大量线程，占用很大系统资源）
-
基于
I/O复用模型：多个客户端进行连接，先把连接请求给ServiceHandler。多个连接共用一个阻塞对象ServiceHandler。假设，当C1连接没有数据要处理时，C1客户端只需要阻塞于ServiceHandler，C1之前的处理线程便可以处理其他有数据的连接，不会造成线程资源的浪费。当C1连接再次有数据时，ServiceHandler根据线程池的空闲状态，将请求分发给空闲的线程来处理C1连接的任务。（解决了线程资源浪费的那个问题）
对上图说明：
Reactor模式，通过一个或多个输入同时传递给服务处理器（ServiceHandler）的模式（基于事件驱动）- 服务器端程序处理传入的多个请求,并将它们同步分派到相应的处理线程，因此
Reactor模式也叫Dispatcher模式 Reactor模式使用IO复用监听事件，收到事件后，分发给某个线程（进程），这点就是网络服务器高并发处理关键
原先有多个Handler阻塞，现在只用一个ServiceHandler阻塞
Reactor（也就是那个ServiceHandler）：Reactor在一个单独的线程中运行，负责监听和分发事件，分发给适当的处理线程来对IO事件做出反应。它就像公司的电话接线员，它接听来自客户的电话并将线路转移到适当的联系人；Handlers（处理线程EventHandler）：处理线程执行I/O事件要完成的实际事件，类似于客户想要与之交谈的公司中的实际官员。Reactor通过调度适当的处理线程来响应I/O事件，处理程序执行非阻塞操作。
根据 Reactor 的数量和处理资源池线程的数量不同，有 3 种典型的实现
- 单
Reactor单线程 - 单
Reactor多线程 - 主从
Reactor多线程
原理图，并使用 NIO 群聊系统验证
Select是前面I/O复用模型介绍的标准网络编程API，可以实现应用程序通过一个阻塞对象监听多路连接请求Reactor对象通过Select监控客户端请求事件，收到事件后通过Dispatch进行分发- 如果是建立连接请求事件，则由
Acceptor通过Accept处理连接请求，然后创建一个Handler对象处理连接完成后的后续业务处理 - 如果不是建立连接事件，则
Reactor会分发调用连接对应的Handler来响应 Handler会完成Read→ 业务处理 →Send的完整业务流程
结合实例：服务器端用一个线程通过多路复用搞定所有的 IO 操作（包括连接，读、写等），编码简单，清晰明了，但是如果客户端连接数量较多，将无法支撑，前面的 NIO 案例就属于这种模型。
- 优点：模型简单，没有多线程、进程通信、竞争的问题，全部都在一个线程中完成
- 缺点：性能问题，只有一个线程，无法完全发挥多核
CPU的性能。Handler在处理某个连接上的业务时，整个进程无法处理其他连接事件，很容易导致性能瓶颈 - 缺点：可靠性问题，线程意外终止，或者进入死循环，会导致整个系统通信模块不可用，不能接收和处理外部消息，造成节点故障
- 使用场景：客户端的数量有限，业务处理非常快速，比如
Redis在业务处理的时间复杂度O(1)的情况
Reactor对象通过Select监控客户端请求事件，收到事件后，通过Dispatch进行分发- 如果是建立连接请求，则由
Acceptor通过accept处理连接请求，然后创建一个Handler对象处理完成连接后的各种事件 - 如果不是连接请求，则由
Reactor分发调用连接对应的handler来处理（也就是说连接已经建立，后续客户端再来请求，那基本就是数据请求了，直接调用之前为这个连接创建好的handler来处理） handler只负责响应事件，不做具体的业务处理（这样不会使handler阻塞太久），通过read读取数据后，会分发给后面的worker线程池的某个线程处理业务。【业务处理是最费时的，所以将业务处理交给线程池去执行】worker线程池会分配独立线程完成真正的业务，并将结果返回给handlerhandler收到响应后，通过send将结果返回给client
- 优点：可以充分的利用多核
cpu的处理能力 - 缺点：多线程数据共享和访问比较复杂。
Reactor承担所有的事件的监听和响应，它是单线程运行，在高并发场景容易出现性能瓶颈。也就是说Reactor主线程承担了过多的事
针对单 Reactor 多线程模型中，Reactor 在单线程中运行，高并发场景下容易成为性能瓶颈，可以让 Reactor 在多线程中运行
SubReactor是可以有多个的，如果只有一个SubReactor的话那和
单 Reactor 多线程就没什么区别了。
Reactor主线程MainReactor对象通过select监听连接事件，收到事件后，通过Acceptor处理连接事件- 当
Acceptor处理连接事件后，MainReactor将连接分配给SubReactor subreactor将连接加入到连接队列进行监听，并创建handler进行各种事件处理- 当有新事件发生时，
subreactor就会调用对应的handler处理 handler通过read读取数据，分发给后面的worker线程处理worker线程池分配独立的worker线程进行业务处理，并返回结果handler收到响应的结果后，再通过send将结果返回给clientReactor主线程可以对应多个Reactor子线程，即MainRecator可以关联多个SubReactor
- 优点：父线程与子线程的数据交互简单职责明确，父线程只需要接收新连接，子线程完成后续的业务处理。
- 优点：父线程与子线程的数据交互简单，
Reactor主线程只需要把新连接传给子线程，子线程无需返回数据。 - 缺点：编程复杂度较高
结合实例：这种模型在许多项目中广泛使用，包括 Nginx 主从 Reactor 多进程模型，Memcached 主从多线程，Netty 主从多线程模型的支持
- 单
Reactor单线程，前台接待员和服务员是同一个人，全程为顾客服 - 单
Reactor多线程，1个前台接待员，多个服务员，接待员只负责接待 - 主从
Reactor多线程，多个前台接待员，多个服务生
- 响应快，不必为单个同步时间所阻塞，虽然
Reactor本身依然是同步的（比如你第一个SubReactor阻塞了，我可以调下一个 SubReactor为客户端服务） - 可以最大程度的避免复杂的多线程及同步问题，并且避免了多线程/进程的切换开销
- 扩展性好，可以方便的通过增加
Reactor实例个数来充分利用CPU资源 - 复用性好，
Reactor模型本身与具体事件处理逻辑无关，具有很高的复用性
讲解netty的时候采用的是先写代码体验一下，再细讲里面的原理。前面看不懂的可以先不用纠结，先往后面看，后面基本都会讲清楚
Netty 主要基于主从 Reactors 多线程模型（如图）做了一定的改进，其中主从 Reactor 多线程模型有多个 Reactor
对上图说明
BossGroup线程维护Selector，只关注Accecpt- 当接收到
Accept事件，获取到对应的SocketChannel，封装成NIOScoketChannel并注册到Worker线程（事件循环），并进行维护 - 当
Worker线程监听到Selector中通道发生自己感兴趣的事件后，就进行处理（就由handler），注意handler已经加入到通道
BossGroup有点像主Reactor 可以有多个，WorkerGroup则像SubReactor一样可以有多个。
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BossGroup和WorkerGroup类型都是NioEventLoopGroupNioEventLoopGroup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NioEventLoopNioEventLoop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- 每个
BossGroup下面的NioEventLoop循环执行的步骤有3步- 轮询
accept事件 - 处理
accept事件，与client建立连接，生成NioScocketChannel，并将其注册到某个workerGroupNIOEventLoop上的Selector - 继续处理任务队列的任务，即
runAllTasks
- 轮询
- 每个
WorkerGroupNIOEventLoop循环执行的步骤- 轮询
read，write事件 - 处理
I/O事件，即read，write事件，在对应NioScocketChannel处理 - 处理任务队列的任务，即
runAllTasks
- 轮询
- 每个
WorkerNIOEventLoop处理业务时，会使用pipeline（管道），pipeline中包含了channel（通道），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。（这个点目前只是简单的讲，后面重点说）
实例要求：使用 IDEA 创建 Netty 项目
Netty服务器在6668端口监听，客户端能发送消息给服务器"hello,服务器~"- 服务器可以回复消息给客户端"hello,客户端~"
- 目的：对
Netty线程模型有一个初步认识，便于理解Netty模型理论 -
- 编写服务端
- 编写客户端
- 对
netty程序进行分析，看看netty模型特点 - 说明：创建
Maven项目，并引入Netty包
- 代码如下
package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
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) //使用NioSocketChannel 作为服务器的通道实现
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 设置线程队列等待连接个数
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) //设置保持活动连接状态
// .handler(null) // 该 handler对应 bossGroup , childHandler 对应 workerGroup
.childHandler(new ChannelInitializer<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 {
System.out.println("客户socketchannel hashcode=" + ch.hashCode()); //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（也就是立马返回这样一个对象）
//启动服务器(并绑定端口)
ChannelFuture cf = bootstrap.bind(6668).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("监听端口 6668 成功");
} else {
System.out.println("监听端口 6668 失败");
}
}
});
//对关闭通道事件 进行监听
cf.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*
说明
1. 我们自定义一个Handler 需要继承netty 规定好的某个HandlerAdapter(规范)
2. 这时我们自定义一个Handler , 才能称为一个handler
*/
public class NettyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
//读取数据事件(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("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName() + " channle =" + ctx.channel());
System.out.println("server ctx =" + ctx);
System.out.println("看看channel 和 pipeline的关系");
Channel channel = ctx.channel();
ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链表
//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("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", CharsetUtil.UTF_8));
}
//发生异常后, 一般是需要关闭通道
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
ctx.close();
}
}package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
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", 6668).sync();
//对关闭通道事件 进行监听
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
}package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
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.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, server: (>^ω^<)喵", 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());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}- 用户程序自定义的普通任务【举例说明】
- 用户自定义定时任务
- 非当前
Reactor线程调用Channel的各种方法 例如在推送系统的业务线程里面，根据用户的标识，找到对应的Channel引用，然后调用Write类方法向该用户推送消息，就会进入到这种场景。最终的Write会提交到任务队列中后被异步消费
前两种的代码举例：
package com.atguigu.netty.simple;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 说明
* 1. 我们自定义一个Handler 需要继续netty 规定好的某个HandlerAdapter(规范)
* 2. 这时我们自定义一个Handler , 才能称为一个handler
*/
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 {
// 比如这里我们有一个非常耗时长的业务-> 异步执行 -> 提交该channel 对应的
// NIOEventLoop 的 taskQueue中,
// 解决方案1 用户程序自定义的普通任务
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵2", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵3", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
});
//解决方案2 : 用户自定义定时任务 -》 该任务是提交到 scheduleTaskQueue中
ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(5 * 1000);
ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, 客户端~(>^ω^<)喵4", CharsetUtil.UTF_8));
System.out.println("channel code=" + ctx.channel().hashCode());
} catch (Exception ex) {
System.out.println("发生异常" + ex.getMessage());
}
}
}, 5, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println("go on ...");
// System.out.println("服务器读取线程 " + Thread.currentThread().getName() + " channle =" + ctx.channel());
// System.out.println("server ctx =" + ctx);
// System.out.println("看看channel 和 pipeline的关系");
// Channel channel = ctx.channel();
// ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); //本质是一个双向链接, 出站入站
//
// //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("hello, 客户端~(>^ω^<)喵1", 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();
}
}Netty抽象出两组线程池，BossGroup专门负责接收客户端连接，WorkerGroup专门负责网络读写操作。NioEventLoop表示一个不断循环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网络通道。NioEventLoop内部采用串行化设计，从消息的 读取->解码->处理->编码->发送，始终由IO线程NioEventLoop负责
-
NioEventLoopGroup下包含多个NioEventLoop -
每个
NioEventLoop中包含有一个Selector，一个taskQueue -
每个
NioEventLoop的Selector上可以注册监听多个NioChannel -
每个
NioChannel只会绑定在唯一的NioEventLoop上 -
每个
NioChannel都绑定有一个自己的ChannelPipeline
- 异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的组件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。
Netty中的I/O操作是异步的，包括Bind、Write、Connect等操作会首先简单的返回一个ChannelFuture。- 调用者并不能立刻获得结果，而是通过
Future-Listener机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。 Netty的异步模型是建立在future和callback的之上的。callback就是回调。重点说Future，它的核心思想是：假设一个方法fun，计算过程可能非常耗时，等待fun返回显然不合适。那么可以在调用fun的时候，立马返回一个Future，后续可以通过Future去监控方法fun的处理过程（即：Future-Listener机制）
- 表示异步的执行结果,可以通过它提供的方法来检测执行是否完成，比如检索计算等等。
ChannelFuture是一个接口：public interface ChannelFuture extends Future<Void>我们可以添加监听器，当监听的事件发生时，就会通知到监听器。
下面第一张图就是管道，中间会经过多个handler
说明：
- 在使用
Netty进行编程时，拦截操作和转换出入站数据只需要您提供callback或利用future即可。这使得链式操作简单、高效，并有利于编写可重用的、通用的代码。 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、解脱出来。
这里看不懂的可以看笔者的并发系列-JUC部分
- 当
Future对象刚刚创建时，处于非完成状态，调用者可以通过返回的ChannelFuture来获取操作执行的状态，注册监听函数来执行完成后的操作。 - 常见有如下操作
- 通过
isDone方法来判断当前操作是否完成； - 通过
isSuccess方法来判断已完成的当前操作是否成功； - 通过
getCause方法来获取已完成的当前操作失败的原因； - 通过
isCancelled方法来判断已完成的当前操作是否被取消； - 通过
addListener方法来注册监听器，当操作已完成（isDone方法返回完成），将会通知指定的监听器；如果Future对象已完成，则通知指定的监听器
- 通过
举例说明 演示：绑定端口是异步操作，当绑定操作处理完，将会调用相应的监听器处理逻辑
//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(6668).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("监听端口6668成功");
} else {
System.out.println("监听端口6668失败");
}
}
});- 实例要求：使用
IDEA创建Netty项目 Netty服务器在6668端口监听，浏览器发出请求http://localhost:6668/- 服务器可以回复消息给客户端"Hello!我是服务器5",并对特定请求资源进行过滤。
- 目的：
Netty可以做Http服务开发，并且理解Handler实例和客户端及其请求的关系。 - 看老师代码演示
package com.atguigu.netty.http;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
public class TestServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new TestServerInitializer());
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(6668).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}package com.atguigu.netty.http;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
public class TestServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//向管道加入处理器
//得到管道
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//加入一个netty 提供的httpServerCodec codec =>[coder - decoder]
//HttpServerCodec 说明
//1. HttpServerCodec 是netty 提供的处理http的 编-解码器
pipeline.addLast("MyHttpServerCodec",new HttpServerCodec());
//2. 增加一个自定义的handler
pipeline.addLast("MyTestHttpServerHandler", new TestHttpServerHandler());
System.out.println("ok~~~~");
}
}package com.atguigu.netty.http;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.*;
import io.netty.util.CharsetUtil;
import java.net.URI;
/*
说明
1. SimpleChannelInboundHandler 是 ChannelInboundHandlerAdapter
2. HttpObject 客户端和服务器端相互通讯的数据被封装成 HttpObject
*/
public class TestHttpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {
//channelRead0 读取客户端数据
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject msg) throws Exception {
System.out.println("对应的channel=" + ctx.channel() + " pipeline=" + ctx
.pipeline() + " 通过pipeline获取channel" + ctx.pipeline().channel());
System.out.println("当前ctx的handler=" + ctx.handler());
//判断 msg 是不是 httprequest请求
if(msg instanceof HttpRequest) {
System.out.println("ctx 类型="+ctx.getClass());
System.out.println("pipeline hashcode" + ctx.pipeline().hashCode() + " TestHttpServerHandler hash=" + this.hashCode());
System.out.println("msg 类型=" + msg.getClass());
System.out.println("客户端地址" + ctx.channel().remoteAddress());
//获取到
HttpRequest httpRequest = (HttpRequest) msg;
//获取uri, 过滤指定的资源
URI uri = new URI(httpRequest.uri());
if("/favicon.ico".equals(uri.getPath())) {
System.out.println("请求了 favicon.ico, 不做响应");
return;
}
//回复信息给浏览器 [http协议]
ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("hello, 我是服务器", CharsetUtil.UTF_8);
//构造一个http的相应，即 httpresponse
FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.OK, content);
response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE, "text/plain");
response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH, content.readableBytes());
//将构建好 response返回
ctx.writeAndFlush(response);
}
}
}各种东西看不懂，可以先看第三话，第三话我自认为用通俗的语言讲的还算清楚。
Bootstrap意思是引导，一个Netty应用通常由一个Bootstrap开始，主要作用是配置整个Netty程序，串联各个组件，Netty中Bootstrap类是客户端程序的启动引导类，ServerBootstrap是服务端启动引导类。- 常见的方法有
public ServerBootstrap group(EventLoopGroup parentGroup, EventLoopGroup childGroup)，该方法用于服务器端，用来设置两个EventLooppublic B group(EventLoopGroup group)，该方法用于客户端，用来设置一个EventLooppublic B channel(Class<? extends C> channelClass)，该方法用来设置一个服务器端的通道实现public <T> B option(ChannelOption<T> option, T value)，用来给ServerChannel添加配置public <T> ServerBootstrap childOption(ChannelOption<T> childOption, T value)，用来给接收到的通道添加配置public ServerBootstrap childHandler(ChannelHandler childHandler)，该方法用来设置业务处理类（自定义的handler）public ChannelFuture bind(int inetPort)，该方法用于服务器端，用来设置占用的端口号public ChannelFuture connect(String inetHost, int inetPort)，该方法用于客户端，用来连接服务器端
Netty 中所有的 IO 操作都是异步的，不能立刻得知消息是否被正确处理。但是可以过一会等它执行完成或者直接注册一个监听，具体的实现就是通过 Future 和 ChannelFutures，他们可以注册一个监听，当操作执行成功或失败时监听会自动触发注册的监听事件
常见的方法有
Channel channel()，返回当前正在进行IO操作的通道ChannelFuture sync()，等待异步操作执行完毕
Netty网络通信的组件，能够用于执行网络I/O操作。- 通过
Channel可获得当前网络连接的通道的状态 - 通过
Channel可获得网络连接的配置参数（例如接收缓冲区大小） Channel提供异步的网络I/O操作(如建立连接，读写，绑定端口)，异步调用意味着任何I/O调用都将立即返回，并且不保证在调用结束时所请求的I/O操作已完成- 调用立即返回一个
ChannelFuture实例，通过注册监听器到ChannelFuture上，可以I/O操作成功、失败或取消时回调通知调用方 - 支持关联
I/O操作与对应的处理程序 - 不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的
Channel类型与之对应，常用的Channel类型：NioSocketChannel，异步的客户端TCPSocket连接。NioServerSocketChannel，异步的服务器端TCPSocket连接。NioDatagramChannel，异步的UDP连接。NioSctpChannel，异步的客户端Sctp连接。NioSctpServerChannel，异步的Sctp服务器端连接，这些通道涵盖了UDP和TCP网络IO以及文件IO。
Netty基于Selector对象实现I/O多路复用，通过Selector一个线程可以监听多个连接的Channel事件。- 当向一个
Selector中注册Channel后，Selector内部的机制就可以自动不断地查询（Select）这些注册的Channel是否有已就绪的I/O事件（例如可读，可写，网络连接完成等），这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个Channel
ChannelHandler是一个接口，处理I/O事件或拦截I/O操作，并将其转发到其ChannelPipeline（业务处理链）中的下一个处理程序。ChannelHandler本身并没有提供很多方法，因为这个接口有许多的方法需要实现，方便使用期间，可以继承它的子类ChannelHandler及其实现类一览图（后）
- 我们经常需要自定义一个
Handler类去继承ChannelInboundHandlerAdapter，然后通过重写相应方法实现业务逻辑，我们接下来看看一般都需要重写哪些方法
ChannelPipeline 是一个重点：
ChannelPipeline是一个Handler的集合，它负责处理和拦截inbound或者outbound的事件和操作，相当于一个贯穿Netty的链。（也可以这样理解：ChannelPipeline是保存ChannelHandler的List，用于处理或拦截Channel的入站事件和出站操作）ChannelPipeline实现了一种高级形式的拦截过滤器模式，使用户可以完全控制事件的处理方式，以及Channel中各个的ChannelHandler如何相互交互- 在
Netty中每个Channel都有且仅有一个ChannelPipeline与之对应，它们的组成关系如下
- 常用方法
ChannelPipeline addFirst(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的第一个位置ChannelPipeline addLast(ChannelHandler... handlers)，把一个业务处理类（handler）添加到链中的最后一个位置
想要更清楚的了解pipeline，可以对之前的代码进行debug，看一下pipeline里究竟有什么东西。
从head看一下debug
TestServerInitializer和HttpServerCodec这些东西本身也是handler- 一般来说事件从客户端往服务器走我们称为出站，反之则是入站。
- 保存
Channel相关的所有上下文信息，同时关联一个ChannelHandler对象 - 即
ChannelHandlerContext中包含一个具体的事件处理器ChannelHandler，同时ChannelHandlerContext中也绑定了对应的pipeline和Channel的信息，方便对ChannelHandler进行调用。
- 常用方法
ChannelFuture close()，关闭通道ChannelOutboundInvoker flush()，刷新ChannelFuture writeAndFlush(Object msg)，将数据写到ChannelPipeline中当前ChannelHandler的下一个ChannelHandler开始处理（出站）
Netty在创建Channel实例后，一般都需要设置ChannelOption参数。ChannelOption参数如下：
EventLoopGroup是一组EventLoop的抽象，Netty为了更好的利用多核CPU资源，一般会有多个EventLoop同时工作，每个EventLoop维护着一个Selector实例。EventLoopGroup提供next接口，可以从组里面按照一定规则获取其中一个EventLoop来处理任务。在Netty服务器端编程中，我们一般都需要提供两个EventLoopGroup，例如：BossEventLoopGroup和WorkerEventLoopGroup。- 通常一个服务端口即一个
ServerSocketChannel对应一个Selector和一个EventLoop线程。BossEventLoop负责接收客户端的连接并将SocketChannel交给WorkerEventLoopGroup来进行IO处理，如下图所示
- 常用方法
public NioEventLoopGroup()，构造方法public Future<?> shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程
Netty提供一个专门用来操作缓冲区（即Netty的数据容器）的工具类- 常用方法如下所示
- 举例说明
Unpooled获取Netty的数据容器ByteBuf的基本使用
案例 1
package com.atguigu.netty.buf;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
public class NettyByteBuf01 {
public static void main(String[] args) {
//创建一个ByteBuf
//说明
//1. 创建 对象，该对象包含一个数组arr , 是一个byte[10]
//2. 在netty 的buffer中，不需要使用flip 进行反转
// 底层维护了 readerindex 和 writerIndex
//3. 通过 readerindex 和 writerIndex 和 capacity， 将buffer分成三个区域
// 0---readerindex 已经读取的区域
// readerindex---writerIndex ， 可读的区域
// writerIndex -- capacity, 可写的区域
ByteBuf buffer = Unpooled.buffer(10);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
buffer.writeByte(i);
}
System.out.println("capacity=" + buffer.capacity());//10
//输出
// for(int i = 0; i<buffer.capacity(); i++) {
//这个方法readerindex不会变
// System.out.println(buffer.getByte(i));
// }
for (int i = 0; i < buffer.capacity(); i++) {
//这个方法readerindex会变
System.out.println(buffer.readByte());
}
System.out.println("执行完毕");
}
}案例 2
package com.atguigu.netty.buf;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import java.nio.charset.Charset;
public class NettyByteBuf02 {
public static void main(String[] args) {
//创建ByteBuf
ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world!", Charset.forName("utf-8"));
//使用相关的方法
if (byteBuf.hasArray()) { // true
byte[] content = byteBuf.array();
//将 content 转成字符串
System.out.println(new String(content, Charset.forName("utf-8")));
System.out.println("byteBuf=" + byteBuf);
System.out.println(byteBuf.arrayOffset()); // 0
System.out.println(byteBuf.readerIndex()); // 0
System.out.println(byteBuf.writerIndex()); // 12
System.out.println(byteBuf.capacity()); // 36
//System.out.println(byteBuf.readByte()); //
System.out.println(byteBuf.getByte(0)); // 104
int len = byteBuf.readableBytes(); //可读的字节数 12
System.out.println("len=" + len);
//使用for取出各个字节
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.println((char) byteBuf.getByte(i));
}
//按照某个范围读取
System.out.println(byteBuf.getCharSequence(0, 4, Charset.forName("utf-8")));
System.out.println(byteBuf.getCharSequence(4, 6, Charset.forName("utf-8")));
}
}
}实例要求：
- 编写一个
Netty群聊系统，实现服务器端和客户端之间的数据简单通讯（非阻塞） - 实现多人群聊
- 服务器端：可以监测用户上线，离线，并实现消息转发功能
- 客户端：通过
channel可以无阻塞发送消息给其它所有用户，同时可以接受其它用户发送的消息（有服务器转发得到） - 目的：进一步理解
Netty非阻塞网络编程机制
代码如下：
package com.atguigu.netty.groupchat;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
public class GroupChatServer {
private int port; //监听端口
public GroupChatServer(int port) {
this.port = port;
}
//编写run方法，处理客户端的请求
public void run() throws Exception{
//创建两个线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLoop
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//获取到pipeline
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//向pipeline加入解码器
pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
//向pipeline加入编码器
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
//加入自己的业务处理handler
pipeline.addLast(new GroupChatServerHandler());
}
});
System.out.println("netty 服务器启动");
ChannelFuture channelFuture = b.bind(port).sync();
//监听关闭
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new GroupChatServer(7000).run();
}
}package com.atguigu.netty.groupchat;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.channel.group.ChannelGroup;
import io.netty.channel.group.DefaultChannelGroup;
import io.netty.util.concurrent.GlobalEventExecutor;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class GroupChatServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
//这样写还要自己遍历Channel
//public static List<Channel> channels = new ArrayList<Channel>();
//使用一个hashmap 管理私聊（私聊本案例并未实现，只是提供个思路）
//public static Map<String, Channel> channels = new HashMap<String,Channel>();
//定义一个channle 组，管理所有的channel
//GlobalEventExecutor.INSTANCE) 是全局的事件执行器，是一个单例
private static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
//handlerAdded 表示连接建立，一旦连接，第一个被执行
//将当前channel 加入到 channelGroup
@Override
public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
Channel channel = ctx.channel();
//将该客户加入聊天的信息推送给其它在线的客户端
//该方法会将 channelGroup 中所有的channel 遍历，并发送消息，我们不需要自己遍历
channelGroup.writeAndFlush("[客户端]" + channel.remoteAddress() + " 加入聊天" + sdf.format(new java.util.Date()) + " \n");
channelGroup.add(channel);
//私聊如何实现
// channels.put（"userid100",channel）;
}
//断开连接, 将xx客户离开信息推送给当前在线的客户
@Override
public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
Channel channel = ctx.channel();
channelGroup.writeAndFlush("[客户端]" + channel.remoteAddress() + " 离开了\n");
System.out.println("channelGroup size" + channelGroup.size());
}
//表示channel 处于活动状态, 提示 xx上线
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//这个是给服务端看的，客户端上面已经提示xxx加入群聊了
System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + " 上线了~");
}
//表示channel 处于不活动状态, 提示 xx离线了
@Override
public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + " 离线了~");
}
//读取数据，转发给在线的每一个客户端
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
//获取到当前channel
Channel channel = ctx.channel();
//这时我们遍历channelGroup, 根据不同的情况，回送不同的消息
channelGroup.forEach(ch -> {
if(channel != ch) { //不是当前的channel,转发消息
ch.writeAndFlush("[客户]" + channel.remoteAddress() + " 发送了消息" + msg + "\n");
}else {//回显自己发送的消息给自己
ch.writeAndFlush("[自己]发送了消息" + msg + "\n");
}
});
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
//关闭通道
ctx.close();
}
}package com.atguigu.netty.groupchat;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;
import java.util.Scanner;
public class GroupChatClient {
//属性
private final String host;
private final int port;
public GroupChatClient(String host, int port) {
this.host = host;
this.port = port;
}
public void run() throws Exception{
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap bootstrap = new Bootstrap()
.group(group)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
//得到pipeline
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//加入相关handler
pipeline.addLast("decoder", new StringDecoder());
pipeline.addLast("encoder", new StringEncoder());
//加入自定义的handler
pipeline.addLast(new GroupChatClientHandler());
}
});
ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host, port).sync();
//得到channel
Channel channel = channelFuture.channel();
System.out.println("-------" + channel.localAddress()+ "--------");
//客户端需要输入信息，创建一个扫描器
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (scanner.hasNextLine()) {
String msg = scanner.nextLine();
//通过channel 发送到服务器端
channel.writeAndFlush(msg + "\r\n");
}
}finally {
group.shutdownGracefully();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new GroupChatClient("127.0.0.1", 7000).run();
}
}package com.atguigu.netty.groupchat;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
public class GroupChatClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
//从服务器拿到的数据
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
System.out.println(msg.trim());
}
}实例要求：
- 编写一个
Netty心跳检测机制案例,当服务器超过3秒没有读时，就提示读空闲 - 当服务器超过
5秒没有写操作时，就提示写空闲 - 实现当服务器超过
7秒没有读或者写操作时，就提示读写空闲 - 代码如下：
package com.atguigu.netty.heartbeat;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateHandler;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建两个线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLoop
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
//在bossGroup增加一个日志处理器
serverBootstrap.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));
serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//加入一个netty 提供 IdleStateHandler
/*
说明
1. IdleStateHandler 是netty 提供的处理空闲状态的处理器
2. long readerIdleTime : 表示多长时间没有读, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
3. long writerIdleTime : 表示多长时间没有写, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
4. long allIdleTime : 表示多长时间没有读写, 就会发送一个心跳检测包检测是否连接
5. 文档说明
triggers an {@link IdleStateEvent} when a {@link Channel} has not performed
read, write, or both operation for a while.
6. 当 IdleStateEvent 触发后 , 就会传递给管道 的下一个handler去处理，通过调用(触发)
下一个handler 的 userEventTiggered , 在该方法中去处理 IdleStateEvent(读空闲，写空闲，读写空闲)
7.handlerRemoved有时候是无法感知连接断掉，所以还是需要心跳包的检测来判断连接是否还有效
*/
pipeline.addLast(new IdleStateHandler(3,5,7, TimeUnit.SECONDS));
//加入一个对空闲检测进一步处理的handler(自定义)
pipeline.addLast(new MyServerHandler());
}
});
//启动服务器
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7000).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}package com.atguigu.netty.heartbeat;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateEvent;
public class MyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
/**
*
* @param ctx 上下文
* @param evt 事件
* @throws Exception
*/
@Override
public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
if(evt instanceof IdleStateEvent) {
//将 evt 向下转型 IdleStateEvent
IdleStateEvent event = (IdleStateEvent) evt;
String eventType = null;
switch (event.state()) {
case READER_IDLE:
eventType = "读空闲";
break;
case WRITER_IDLE:
eventType = "写空闲";
break;
case ALL_IDLE:
eventType = "读写空闲";
break;
}
System.out.println(ctx.channel().remoteAddress() + "--超时时间--" + eventType);
System.out.println("服务器做相应处理..");
//如果发生空闲，我们关闭通道
// ctx.channel().close();
}
}
}实例要求：
Http协议是无状态的，浏览器和服务器间的请求响应一次，下一次会重新创建连接。- 要求：实现基于
WebSocket的长连接的全双工的交互 - 改变
Http协议多次请求的约束，实现长连接了，服务器可以发送消息给浏览器 - 客户端浏览器和服务器端会相互感知，比如服务器关闭了，浏览器会感知，同样浏览器关闭了，服务器会感知
- 运行界面
package com.atguigu.netty.websocket;
import com.atguigu.netty.heartbeat.MyServerHandler;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelPipeline;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.http.HttpObjectAggregator;
import io.netty.handler.codec.http.HttpServerCodec;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.WebSocketServerProtocolHandler;
import io.netty.handler.logging.LogLevel;
import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;
import io.netty.handler.stream.ChunkedWriteHandler;
import io.netty.handler.timeout.IdleStateHandler;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyServer {
public static void main(String[] args) throws Exception{
//创建两个线程组
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); //8个NioEventLoop
try {
ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
serverBootstrap.group(bossGroup, workerGroup);
serverBootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);
serverBootstrap.handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO));
serverBootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
//因为基于http协议，使用http的编码和解码器
pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
//http是以块方式写，添加ChunkedWriteHandler处理器
pipeline.addLast(new ChunkedWriteHandler());
/*
说明
1. http数据在传输过程中是分段, HttpObjectAggregator ，就是可以将多个段聚合
2. 这就就是为什么，当浏览器发送大量数据时，就会发出多次http请求
*/
pipeline.addLast(new HttpObjectAggregator(8192));
/*
说明
1. 对应websocket ，它的数据是以 帧(frame) 形式传递
2. 可以看到WebSocketFrame 下面有六个子类
3. 浏览器请求时 ws://localhost:7000/hello 表示请求的uri
4. WebSocketServerProtocolHandler 核心功能是将 http协议升级为 ws协议 , 保持长连接
5. 是通过一个 状态码 101
*/
pipeline.addLast(new WebSocketServerProtocolHandler("/hello"));
//自定义的handler ，处理业务逻辑
pipeline.addLast(new MyTextWebSocketFrameHandler());
}
});
//启动服务器
ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7000).sync();
channelFuture.channel().closeFuture().sync();
}finally {
bossGroup.shutdownGracefully();
workerGroup.shutdownGracefully();
}
}
}package com.atguigu.netty.websocket;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.handler.codec.http.websocketx.TextWebSocketFrame;
import java.time.LocalDateTime;
//这里 TextWebSocketFrame 类型，表示一个文本帧(frame)
public class MyTextWebSocketFrameHandler extends SimpleChannelInboundHandler<TextWebSocketFrame>{
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, TextWebSocketFrame msg) throws Exception {
System.out.println("服务器收到消息 " + msg.text());
//回复消息
ctx.channel().writeAndFlush(new TextWebSocketFrame("服务器时间" + LocalDateTime.now() + " " + msg.text()));
}
//当web客户端连接后， 触发方法
@Override
public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
//id 表示唯一的值，LongText 是唯一的 ShortText 不是唯一
System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());
System.out.println("handlerAdded 被调用" + ctx.channel().id().asShortText());
}
@Override
public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
System.out.println("handlerRemoved 被调用" + ctx.channel().id().asLongText());
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
System.out.println("异常发生 " + cause.getMessage());
ctx.close(); //关闭连接
}
}<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Title</title>
</head>
<body>
<script>
var socket;
//判断当前浏览器是否支持websocket
if(window.WebSocket) {
//go on
socket = new WebSocket("ws://localhost:7000/hello2");
//相当于channelReado, ev 收到服务器端回送的消息
socket.onmessage = function (ev) {
var rt = document.getElementById("responseText");
rt.value = rt.value + "\n" + ev.data;
}
//相当于连接开启(感知到连接开启)
socket.onopen = function (ev) {
var rt = document.getElementById("responseText");
rt.value = "连接开启了.."
}
//相当于连接关闭(感知到连接关闭)
socket.onclose = function (ev) {
var rt = document.getElementById("responseText");
rt.value = rt.value + "\n" + "连接关闭了.."
}
} else {
alert("当前浏览器不支持websocket")
}
//发送消息到服务器
function send(message) {
if(!window.socket) { //先判断socket是否创建好
return;
}
if(socket.readyState == WebSocket.OPEN) {
//通过socket 发送消息
socket.send(message)
} else {
alert("连接没有开启");
}
}
</script>
<form onsubmit="return false">
<textarea name="message" style="height: 300px; width: 300px"></textarea>
<input type="button" value="发生消息" onclick="send(this.form.message.value)">
<textarea id="responseText" style="height: 300px; width: 300px"></textarea>
<input type="button" value="清空内容" onclick="document.getElementById('responseText').value=''">
</form>
</body>
</html>可以看到并不是发一次数据，连接就关闭了，而是可以继续发送。
