Netty 核心组件 Bootstrap、 ServerBootstrap,Future、 ChannelFuture,Channel,Selector,ChannelHandler,Pipeline 和 ChannelPipeline,ChannelHandlerContext,EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup及其实现类
1.Bootstrap、ServerBootstrap
1) 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
2) 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 EventLoop public B group(EventLoopGroup group) ,该方法用于客户端,用来设置一个 EventLoop
- public 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
2.Future、 ChannelFuture
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
3.Channel
1) Netty 网络通信的组件, 能够用于执行网络 I/O 操作。
2) 通过 Channel 可获得当前网络连接的通道的状态
3) 通过 Channel 可获得 网络连接的配置参数 (例如接收缓冲区大小)
4) 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
5) 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
6) 支持关联 I/O 操作与对应的处理程序
7) 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 TCP Socket 连接。NioServerSocketChannel, 异步的服务器端 TCP Socket 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。
5. Selector
1) 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。
2) 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
6.ChannelHandler 及其实现类
1) 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。
2) 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
3) ChannelHandler 及其实现类一览图(后)
4) 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
7.Pipeline 和 ChannelPipeline
ChannelPipeline 是一个重点:
1) 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)
2) 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
3) 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
4) 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
8.ChannelHandlerContext
1) 保存 Channel 相关的所有上下文信息, 同时关联一个 ChannelHandler 对象
2) 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.
3) 常用方法
9.ChannelOption
1) Netty 在创建 Channel 实例后,一般都需要设置 ChannelOption 参数。
2) ChannelOption 参数如下:
10.EventLoopGroup 和其实现类 NioEventLoopGroup
1) 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。
2) 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。
3) 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
4) 常用方法
public NioEventLoopGroup(), 构造方法
public Future<?> shutdownGracefully(), 断开连接, 关闭线程
11.Unpooled 类
1) 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
2) 常用方法如下所示
3) 举例说明 Unpooled 获取 Netty 的数据容器 ByteBuf 的基本使用 【案例演示】
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++) { // System.out.println(buffer.getByte(i)); // } for(int i = 0; i < buffer.capacity(); i++) { System.out.println(buffer.readByte()); } System.out.println("执行完毕"); } }
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"))); } } }