基于Netty与RabbitMQ的消息服务
Netty作为一个高性能的异步网络开发框架，可以作为各种服务的开发框架。
前段时间的一个项目涉及到硬件设备实时数据的采集，采用Netty作为采集服务的实现框架，同时使用RabbitMQ作为采集服务和各个其他模块的通信消息队列，整个服务框架图如下：
将业务代码和实际协议解析部分的代码抽离，得到以上一个简单的设计图，代码开源在GitHub上，简单介绍下NettyMQServer采集服务涉及到的几个关键技术点：
1、设备TCP消息解析：
NettyMQServer和采集设备Device之间采用TCP通信，TCP消息的解析可以使用LengthFieldBasedFrameDecoder（消息头和消息体），可以有效的解决TCP消息“粘包”问题。
消息包解析图如下：bytes length field at offset 0, do not strip header, the length field represents the length of the whole message
lengthFieldOffset = 0 lengthFieldLength = 2 lengthAdjustment = -2 (= the length of the Length field) initialBytesToStrip = 0 BEFORE DECODE (14 bytes) AFTER DECODE (14 bytes) +--------+----------------+ +--------+----------------+ | Length | Actual Content |----->| Length | Actual Content | | 0x000E | "HELLO, WORLD" | | 0x000E | "HELLO, WORLD" | +--------+----------------+ +--------+----------------+
代码中消息长度的存储采用了4个字节，采用LengthFieldBasedFrameDecoder(65535,0,4,-4,0)解码，Netty会从接收的数据中头4个字节中得到消息的长度，进而得到一个TCP消息包。
2、给设备发消息：
首先在连接创建时，要保留TCP的连接：
static final ChannelGroup channels = new DefaultChannelGroup( GlobalEventExecutor.INSTANCE); @Override public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception { // A closed channel will be removed from ChannelGroup automatically channels.add(ctx.channel()); }
在每次一个Channel Active（连接创建）的时候用ChannelGroup保存这个Channel连接，当需要给某个设备发消息的时候，可以遍历该ChannelGroup，找到对应的Channel，给该Channel发送消息：
for (io.netty.channel.Channel c : EchoServerHandler.channels) { ByteBuf msg = Unpooled.copiedBuffer(message.getBytes()); c.writeAndFlush(msg); }
这里是给所有的连接的设备都发。当连接断开的时候，ChannelGroup会自动remove掉这个连接，不需要我们手动管理。
3、心跳检测
当某个设备Device由于断电或是其他原因导致设备不正常无法采集数据，Netty服务端需要知道该设备是否在正常工作，可以使用Netty的IdleStateHandler，示例代码如下：
// 3 minutes for read idle ch.pipeline().addLast(new IdleStateHandler(3*60,0,0)); ch.pipeline().addLast(new HeartBeatHandler()); /** * Handler implementation for heart beating. */ public class HeartBeatHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter{ @Override public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception { if (evt instanceof IdleStateEvent) { IdleStateEvent event = (IdleStateEvent) evt; if (event.state() == IdleState.READER_IDLE) { // Read timeout System.out.println("READER_IDLE: read timeout from "+ctx.channel().remoteAddress()); //ctx.disconnect(); //Channel disconnect } } } }
上面设置3分钟没有读到数据，则触发一个READER_IDLE事件。
4、RabbitMQ消息接收与发送
NettyMQServer消息发送采用了Spring AMQP，只需要在配置文件中简单配置一下，就可以方便使用。
NettyMQServer消息接收同样可以采用Spring AMQP，但由于对Spring相关的配置不是很熟悉，为了更灵活的使用MQ，这里使用了RabbitMQ Client Java API来实现：
Connection connection = connnectionFactory.newConnection(); Channel channel = connection.createChannel(); channel.exchangeDeclare(exchangeName, "direct", true, false, null); channel.queueDeclare(queueName, true, false, false, null); channel.queueBind(queueName, exchangeName, routeKey); // process the message one by one channel.basicQos(1); QueueingConsumer queueingConsumer = new QueueingConsumer(channel); // auto-ack is false channel.basicConsume(queueName, false, queueingConsumer); while (true) { QueueingConsumer.Delivery delivery = queueingConsumer.nextDelivery(); String message = new String(delivery.getBody()); log.debug("Mq Receiver get message"); // Send the message to all connected clients // If you want to send to a specified client, just add // your own logic and ack manually // Be aware that ChannelGroup is thread safe log.info(String.format("Conneted client number: %d",EchoServerHandler.channels.size())); for (io.netty.channel.Channel c : EchoServerHandler.channels) { ByteBuf msg = Unpooled.copiedBuffer(message.getBytes()); c.writeAndFlush(msg); } // manually ack to MQ server the message is consumed. channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
}
以上代码从一个Queue中读取数据，为了有效处理数据，防止异常数据丢失，使用了手动Ack。
RabbitMQ的使用方式：http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/p/3918054.html
代码托管在GitHub上：https://github.com/luxiaoxun/Code4Java
参考：
http://netty.io/
http://netty.io/4.0/api/io/netty/handler/codec/LengthFieldBasedFrameDecoder.html
http://netty.io/4.0/api/io/netty/handler/timeout/IdleStateHandler.html
