基于netty http协议栈的轻量级流程控制组件的实现

今儿个是冬至，所谓“冬大过年”，公司也应景五点钟就放大伙儿回家吃饺子喝羊肉汤了，而我本着极高的职业素养依然坚持留在公司（实则因为没饺子吃没羊肉汤喝，只能呆公司吃食堂……）。趁着这一个多小时的时间，想跟大家介绍下前段时间整的一个基于netty http协议栈的轻量级流程控制组件 nettice（点此查看代码），目前已经实现了一些功能并将持续完善，希望能为大伙儿切实解决一点开发问题（或者至少提供一些思路）。

什么是流程控制组件？

服务的流程，简单来说就是在一次交互过程中，对 client 端而言，是从请求的组装、发送，再到响应的接收、解析和业务处理的一个顺序流；对 server 端而言，是从请求的接收、解析和业务处理，再到响应的组装、发送的一个顺序流。而本文所说的流程控制组件，指的是在使用 netty http 协议栈开发 http server 的过程中，保证流程按照该顺序流执行，同时抽象出通用的非业务逻辑并对上层透明，使开发人员只需关注业务逻辑的底层实现。

为什么需要这么一个组件？

一个 http server 往往需要处理多种业务逻辑，每一个业务逻辑都对应着一个请求消息和一个响应消息，服务端需要把这些不同的消息自动分发到对应的业务逻辑中处理。

然而使用 netty http 协议栈开发过 http server 的童鞋都应该有所了解，netty 并没有提供消息分发组件。

这种情况下只能通过请求消息中的某个特殊标识（如某个字段值）来区分业务，使用 switch case 来处理。但这种方式下，随着业务逻辑的增多，switch case 代码块将越来越长，大大影响代码可读性；并且每次新增、删除业务逻辑时，都需要修改这段逻辑代码，后期维护也越来越麻烦。

 此外，使用 netty http 协议栈时，并没有提供客户端 parameter 到服务端业务 method 入参的直接解析和映射。

这句话是什么意思呢？举个栗子，你在客户端使用 httpclient 给 netty http 服务端发送了一个消息，传递参数为“project=nettice&author=cyfonly”，而服务端有个业务方法 public void bizHandle(String project, String author)，那么在调用 bizHandle 这个方法前，你肯定得先手动写代码解析客户端的请求参数解析出 project 和 author 两个 key 对应的 value。

那么问题来了，当业务逻辑越来越多，针对每个业务逻辑的请求，你都不得不单独写一段参数解析的代码。这是多么X疼的一件事情啊，而且后面还有一大堆业务逻辑代码要写呢！

有没有办法可以避免通过写 switch case 代码段来分发请求，并且使用统一方法来解析所有的请求参数呢？

当然有，nettice 就是为解决这个而诞生的啦~~

nettice 到底能做些什么呢？

特性

  • 接收装配请求数据、流程控制和渲染数据
  • URI 到方法直接映射，以及命名空间

功能

  • 对 HttpRequest 的流程控制
  • 像普通方法一样处理 http 请求
  • 对请求的数据自动装配，支持基本类型、List、Array 和 Map
  • 提供 Render 方法渲染并写回响应，支持多种 Content-Type
  • 支持可配置的命名空间

nettice 是如何设计并实现的呢？

 消息分发的整体设计如下（一图胜千言）：

Action请求处理如下（一图胜千言+1）：

如何使用 nettice？

nettice 引入项目

nettice 作为一个组件使用起来时很简单，此处使用具体的栗子来说明（demo代码请点此查看）。

首先是引入 nettice-core.jar，或者直接使用 nettice-core 源码作为 maven 项目的 module（目前没有上传到 maven 仓库，暂时没法通过 pom 依赖来引入）。然后定义 nettice 组件的必要配置 nettice.xml：

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<router>
　　　　<action-package>
　　　　　　　　<package>com.server.action</package>
　　　　</action-package>
　　　　<namespaces>
　　　　　　　　<!--按包分配命名空间，多个匹配项时，采用目录级别最多的-->
　　　　　　　　<namespace name="/nettp/" packages="com.server.action.*"></namespace>
　　　　　　　　<namespace name="/nettp/sub/" packages="com.server.action.sub"></namespace>
　　　　</namespaces>
</router>

最后在服务端中添加消息分发handler：

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.addLast("dispatcher",new ActionDispatcher())

好了，现在就可以使用 nettice 的功能啦！

特别注意，业务处理类需继承 BaseAction 才能被 nettice 组件识别！

URI 映射和命名空间

使用方法名作为 URI 映射关键字，如果项目中存在同样名字的方法会产生冲突，开发者可以使用 @Namespaces 注解或者在 nettice.xml 配置中添加 namespaces 来修改 URI 映射，以规避此问题。

例如 com.server.action.DemoAction 提供了 returnTextUseNamespace() 方法，com.server.action.sub.SubDemoAction 也提供了 returnTextUseNamespace() 方法，但两个方法实现不同功能。nettice 组件默认使用方法名进行 URI 映射，那么上述两个 returnTextUseNamespace() 方法会产生冲突，开发者可以使用 @Namespace 注解修改 URI 映射：

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package com.server.action;
public class DemoAction extends BaseAction{
    　　@Namespace("/nettp/demo/")
    　　public Render returnTextUseNamespace(@Read(key="id") Integer id, @Read(key="project") String project){
            　　//do something
            　　return new Render(RenderType.TEXT, "returnTextUseNamespace in [DemoAction]");
    　　}
}
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package com.server.action.sub;
public class SubDemoAction extends BaseAction{
    　　@Namespace("/nettp/subdemo/")
    　　public Render returnTextUseNamespace(@Read(key="ids") Integer[] ids, @Read(key="names") List<String> names){
        　　　　//do something
        　　　　return new Render(RenderType.TEXT, "returnTextUseNamespace in [SubDemoAction]");
    　　}
}

也可以在 nettice.xml 中设置:

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<namespaces>
　　　　<namespace name="/nettp/demo/" packages="com.server.action.*"></namespace>
　　　　<namespace name="/nettp/subdemo/" packages="com.server.action.sub"></namespace>
</namespaces>

接收装配请求数据

使用 @Read 注解可以自动装配请求数组，支持不同的类型（基本类型、List、Array 和 Map），可以设置默认值（目前仅支持基本类型设置 defaultValue）。

基本数据类型解析

这个例子演示了从 HttpRequest 中获取基本类型的方法，如果没有值会自动设置默认值。

客户端请求：

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private static void sendGetPriType() throws Exception{
　　　　String path = "http://127.0.0.1:8080/nettp/primTypeTest.action?";
　　　　String getUrl = path + "id=10001&project=nettice&author=cyfonly";
　　　　java.net.URL url = new java.net.URL(getUrl);
　　　　java.net.HttpURLConnection conn = (java.net.HttpURLConnection) url.openConnection();
　　　　conn.setRequestMethod("GET");
　　　　conn.setDoOutput(true);
　　　　conn.connect();
　　　　if(conn.getResponseCode() == 200){
　　　　　　　　BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader((InputStream) conn.getInputStream(), "UTF-8"));
　　　　　　　　String msg = in.readLine();
　　　　　　　　System.out.println("msg: " + msg);
　　　　　　　　in.close();
　　　　}
　　　　conn.disconnect();
}

服务端 method：

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public Render primTypeTest(@Read(key="id", defaultValue="1" ) Integer id, @Read(key="project") String project, @Read(key="author") String author){
　　　　System.out.println("Receive parameters: id=" + id + ",project=" + project + ",author=" + author);
　　　　return new Render(RenderType.TEXT, "Received your primTypeTest request.[from primTypeTest]");
}

输出结果：

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Receive parameters: id=10001,project=nettice,author=cyfonly

List/Array 类型解析

这个例子演示了从 HttpRequest 中获取 List/Array 类型的方法。

客户端请求：

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private static void sendPostJsonArrayAndList() throws Exception{
　　　　String path = "http://127.0.0.1:8080/nettp/sub/arrayListTypeTest.action";
　　　　JSONObject obj = new JSONObject();
　　　　int[] ids = {1,2,3};
　　　　List<String> names = new ArrayList<String>();
　　　　names.add("aaaa");
　　　　names.add("bbbb");
　　　　obj.put("ids", ids);
　　　　obj.put("names", names);
　　　　String jsonStr = obj.toJSONString();
　　　　byte[] data = jsonStr.getBytes();
　　　　java.net.URL url = new java.net.URL(path);
　　　　java.net.HttpURLConnection conn = (java.net.HttpURLConnection) url.openConnection();
　　　　conn.setRequestMethod("POST");
　　　　conn.setDoOutput(true);
　　　　conn.setRequestProperty("Content-Type", "application/json;charset=UTF-8");
　　　　conn.setRequestProperty("Content-Length", String.valueOf(data.length));
　　　　OutputStream outStream = conn.getOutputStream();
　　　　outStream.write(data);
　　　　outStream.flush();
　　　　outStream.close();
　　　　if(conn.getResponseCode() == 200){
　　　　　　　　BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader((InputStream) conn.getInputStream(), "UTF-8"));
　　　　　　　　String msg = in.readLine();
　　　　　　　　System.out.println("msg: " + msg);
　　　　　　　　in.close();
　　　　}
　　　　conn.disconnect();
}

服务端 method：

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public Render arrayListTypeTest(@Read(key="ids") Integer[] ids, @Read(key="names") List<String> names){
　　　　System.out.println("server output ids:");
　　　　for(int i=0; i<ids.length; i++){
　　　　　　　　System.out.println(ids[i]);
　　　　}
　　　　System.out.println("server output names：");
　　　　for(String item : names){
　　　　　　　　System.out.println(item);
　　　　}
　　　　JSONObject obj = new JSONObject();
　　　　obj.put("code", 0);
　　　　obj.put("msg", "Received your Array/List request.[from arrayListTypeTest()]");<br>
　　　　return new Render(RenderType.JSON, obj.toJSONString());
}

 输出结果：

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server output ids:
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server output names：
aaaa
bbbb

 Map 类型解析

这个例子演示了从 HttpRequest 中获取 Map 类型的方法。

客户端代码：

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private static void sendPostJsonMap() throws Exception{
　　　　String path = "http://127.0.0.1:8080/nettp/sub/mapTypeTest.action";
　　　　JSONObject obj = new JSONObject();
　　　　Map<String, String> srcmap = new HashMap<String, String>();
　　　　srcmap.put("project", "nettice");
　　　　srcmap.put("author", "cyfonly");
　　　　obj.put("srcmap", srcmap);
　　　　String jsonStr = obj.toJSONString();
　　　　byte[] data = jsonStr.getBytes();
　　　　java.net.URL url = new java.net.URL(path);
　　　　java.net.HttpURLConnection conn = (java.net.HttpURLConnection) url.openConnection();
　　　　conn.setRequestMethod("POST");
　　　　conn.setDoOutput(true);
　　　　conn.setRequestProperty("Content-Type", "application/json;charset=UTF-8");
　　　　conn.setRequestProperty("Content-Length", String.valueOf(data.length));
　　　　OutputStream outStream = conn.getOutputStream();
　　　　outStream.write(data);
　　　　outStream.flush();
　　　　outStream.close();
　　　　if(conn.getResponseCode() == 200){
　　　　　　　　BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader((InputStream) conn.getInputStream(), "UTF-8"));
　　　　　　　　String msg = in.readLine();
　　　　　　　　System.out.println("msg: " + msg);
　　　　　　　　in.close();
　　　　}
　　　　conn.disconnect();
}

服务端 method：

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public Render mapTypeTest(@Read(key="srcmap") Map<String,String> srcmap){
　　　　System.out.println("server output srcmap:");
　　　　for(String key : srcmap.keySet()){
　　　　　　　　System.out.println(key + "=" + srcmap.get(key));
　　　　}
　　　　JSONObject obj = new JSONObject();
　　　　obj.put("code", 0);
　　　　obj.put("msg", "Received your Map request.[from mapTypeTest]");
 
　　　　return new Render(RenderType.JSON, obj.toJSONString());
}

输出结果：

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server output srcmap:
author=cyfonly
project=nettice

注意，使用 Map 时限定了只能存在一个 Map 参数。

渲染数据

处理方法可以通过返回 Render 对象向客户端返回特定格式的数据，一个 Render 对象由枚举类型 RenderType 和 data 两部分组成。nettice 组件会通过 RenderType 来为 Response 设置合适的 Content-Type，开发者也可以扩展 Render 以及相关类来实现更多的类型支持。

例如这是一个返回 JSON 对象的例子，客户端将收到一个 Json 对象：

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public Render postPriMap(){
　　　　JSONObject obj = new JSONObject();
　　　　obj.put("code", 0);
　　　　obj.put("msg", "had received your request.");
 
　　　　return new Render(RenderType.JSON, obj.toJSONString());
}

接下来还会完善哪些？

正如开头说的那样，目前 nettice 实现了部分功能，在性能上也暂时没有太多的时间做优化，所以后续肯定会继续完善。目前有计划做的事情如下：

  • java bean 支持
  • 参数解析流程优化
  • 性能优化

但就目前而言，nettice 确实解决了使用 netty http 协议栈开发 http server 的一些痛点。

好了，晚餐时间到，暂时先介绍这么多。如有未介绍到或者介绍不够详细的，将会完善本文，请持续关注~~

希望有兴趣的童鞋可以仔细研读代码，若有更好的想法欢迎通过评论或者加本人QQ（869827095）私下交流，或者和本人一起编码实现，都是非常欢迎的。

 

 

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