[转载] Netty教程

转载自http://blog.csdn.net/kobejayandy/article/details/11493717

先啰嗦两句，如果你还不知道Netty是做什么的能做什么。那可以先简单的搜索了解一下。我只能说Netty是一个NIO的框架，可以用于开发分布式的Java程序。具体能做什么，各位可以尽量发挥想象。技术，是服务于人而不是局限住人的。

如果你已经万事具备，那么我们先从一段代码开始。程序员们习惯的上手第一步，自然是"Hello world"，不过Netty官网的例子却偏偏抛弃了"Hello world"。那我们就自己写一个最简单的"Hello world"的例子，作为上手。

[java] view plaincopy
 
  1. /** 
  2.  * Netty 服务端代码 
  3.  *  
  4.  * @author lihzh 
  5.  * @alia OneCoder 
  6.  * @blog http://www.coderli.com 
  7.  */  
  8. public class HelloServer {  
  9.   
  10.     public static void main(String args[]) {  
  11.         // Server服务启动器  
  12.         ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(  
  13.                 new NioServerSocketChannelFactory(  
  14.                         Executors.newCachedThreadPool(),  
  15.                         Executors.newCachedThreadPool()));  
  16.         // 设置一个处理客户端消息和各种消息事件的类(Handler)  
  17.         bootstrap  
  18.                 .setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {  
  19.                     @Override  
  20.                     public ChannelPipeline getPipeline()  
  21.                             throws Exception {  
  22.                         return Channels  
  23.                                 .pipeline(new HelloServerHandler());  
  24.                     }  
  25.                 });  
  26.         // 开放8000端口供客户端访问。  
  27.         bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8000));  
  28.     }  
  29.   
  30.     private static class HelloServerHandler extends  
  31.             SimpleChannelHandler {  
  32.   
  33.         /** 
  34.          * 当有客户端绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm server." 
  35.          *  
  36.          * @alia OneCoder 
  37.          * @author lihzh 
  38.          */  
  39.         @Override  
  40.         public void channelConnected(  
  41.                 ChannelHandlerContext ctx,  
  42.                 ChannelStateEvent e) {  
  43.             System.out.println("Hello world, I'm server.");  
  44.         }  
  45.     }  
  46. }  
[java] view plaincopy
 
  1. /** 
  2.  * Netty 客户端代码 
  3.  *  
  4.  * @author lihzh 
  5.  * @alia OneCoder 
  6.  * @blog http://www.coderli.com 
  7.  */  
  8. public class HelloClient {  
  9.   
  10.     public static void main(String args[]) {  
  11.         // Client服务启动器  
  12.         ClientBootstrap bootstrap = new ClientBootstrap(  
  13.                 new NioClientSocketChannelFactory(  
  14.                         Executors.newCachedThreadPool(),  
  15.                         Executors.newCachedThreadPool()));  
  16.         // 设置一个处理服务端消息和各种消息事件的类(Handler)  
  17.         bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {  
  18.             @Override  
  19.             public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {  
  20.                 return Channels.pipeline(new HelloClientHandler());  
  21.             }  
  22.         });  
  23.         // 连接到本地的8000端口的服务端  
  24.         bootstrap.connect(new InetSocketAddress(  
  25.                 "127.0.0.1", 8000));  
  26.     }  
  27.   
  28.     private static class HelloClientHandler extends SimpleChannelHandler {  
  29.   
  30.   
  31.         /** 
  32.          * 当绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm client." 
  33.          *  
  34.          * @alia OneCoder 
  35.          * @author lihzh 
  36.          */  
  37.         @Override  
  38.         public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx,  
  39.                 ChannelStateEvent e) {  
  40.             System.out.println("Hello world, I'm client.");  
  41.         }  
  42.     }  
  43. }  

既然是分布式的，自然要分多个服务。Netty中，需要区分Server和Client服务。所有的Client都是绑定在Server上的，他们之间是不能通过Netty直接通信的。（自己采用的其他手段，不包括在内。）。白话一下这个通信过程，Server端开放端口，供Client连接，Client发起请求，连接到Server指定的端口，完成绑定。随后便可自由通信。其实就是普通Socket连接通信的过程。

Netty框架是基于事件机制的，简单说，就是发生什么事，就找相关处理方法。就跟着火了找119，抢劫了找110一个道理。所以，这里，我们处理的是当客户端和服务端完成连接以后的这个事件。什么时候完成的连接，Netty知道，他告诉我了，我就负责处理。这就是框架的作用。Netty，提供的事件还有很多，以后会慢慢的接触和介绍。

你应该已经可以上手了：）

"Hello World"的代码固然简单，不过其中的几个重要概念（类）和 Netty的工作原理还是需要简单明确一下，至少知道其是负责什。方便自己以后更灵活的使用和扩展。

 
声明，笔者一介码农，不会那么多专业的词汇和缩写，只能以最简单苍白的话来形容个人的感受和体会。如果您觉得这太不专业，笔者首先只能抱歉。然后，笔者曾转过《Netty代码分析》，您可参考。
  • ChannelEvent
先说这个ChannelEvent，因为Netty是基于事件驱动的，就是我们上文提到的，发生什么事，就通知"有关部门"。所以，不难理解，我们自己的业务代码中，一定有跟这些事件相关的处理。在样例代码，我们处理的事件，就是channelConnected。以后，我们还会处理更多的事件。
 
  • ChannelPipeline
Pipeline，翻译成中文的意思是：管道，传输途径。也就是说，在这里他是控制ChannelEvent事件分发和传递的。事件在管道中流转，第一站到哪，第二站到哪，到哪是终点，就是用这个ChannelPipeline 处理的。比如：开发事件。先给A设计，然后给B开发。一个流转图，希望能给你更直观的感觉。
  • ChannelHandler
刚说Pipeline负责把事件分发到相应的站点，那个这个站点在Netty里，就是指ChannelHandler。事件到了ChannelHandler这里，就要被具体的进行处理了，我们的样例代码里，实现的就是这样一个处理事件的“站点”，也就是说，你自己的业务逻辑一般都是从这里开始的。

 

  • Channel
有了个部门的协调处理，我们还需要一个从整体把握形势的，所谓“大局观”的部门，channel。

 

channel，能够告诉你当前通道的状态，是连同还是关闭。获取通道相关的配置信息。得到Pipeline等。是一些全局的信息。Channel自然是由ChannelFactory产生的。Channel的实现类型，决定了你这个通道是同步的还是异步的(nio)。例如，我们样例里用的是NioServerSocketChannel。

 

这些基本的概念，你懂了吧。

说了这么多废话，才提到对象的传输，不知道您是不是已经不耐烦了。一个系统内部的消息传递，没有对象传递是不太现实的。下面就来说说，怎么传递对象。

如果，您看过前面的介绍，如果您善于专注本质，勤于思考。您应该也会想到，我们说过，Netty的消息传递都是基于流，通过ChannelBuffer传递的，那么自然，Object也需要转换成ChannelBuffer来传递。好在Netty本身已经给我们写好了这样的转换工具。 ObjectEncoder和ObjectDecoder。

工具怎么用？再一次说说所谓的本质，我们之前也说过，Netty给我们处理自己业务的空间是在灵活的可子定义的Handler上的，也就是说，如果我们自己去做这个转换工作，那么也应该在Handler里去做。而Netty，提供给我们的ObjectEncoder和Decoder也恰恰是一组 Handler。于是，修改Server和Client的启动代码：

 
 
服务端
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// 设置一个处理客户端消息和各种消息事件的类(Handler)
bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {
    @Override
    publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {
        returnChannels.pipeline(
        newObjectDecoder(ClassResolvers.cacheDisabled(this
                .getClass().getClassLoader())),
        newObjectServerHandler());
    }
});
客户端
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// 设置一个处理服务端消息和各种消息事件的类(Handler)
bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {
    @Override
    publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {
        returnChannels.pipeline(newObjectEncoder(),
                newObjectClientHandler());
    }
});

要传递对象，自然要有一个被传递模型，一个简单的Pojo，当然，实现序列化接口是必须的。

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/**
 * @author lihzh
 * @alia OneCoder
 * @bloghttp://www.coderli.com
 */
public class Command implementsSerializable {
 
    privatestaticfinal long serialVersionUID = 7590999461767050471L;
 
    privateString actionName;
 
    publicString getActionName() {
        returnactionName;
    }
 
    publicvoidsetActionName(String actionName) {
        this.actionName = actionName;
    }
}

服务端和客户端里，我们自定义的Handler实现如下：

 
ObjectServerHandler .java
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/**
 * 对象传递服务端代码
 *
 * @author lihzh
 * @alia OneCoder
 * @bloghttp://www.coderli.com
 */
public class ObjectServerHandler extendsSimpleChannelHandler {
 
    /**
     * 当接受到消息的时候触发
     */
    @Override
    publicvoidmessageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e)
            throwsException {
        Command command = (Command) e.getMessage();
        // 打印看看是不是我们刚才传过来的那个
        System.out.println(command.getActionName());
    }
}
ObjectClientHandler .java
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/**
 * 对象传递，客户端代码
 *
 * @author lihzh
 * @alia OneCoder
 * @bloghttp://www.coderli.com
 */
public class ObjectClientHandler extendsSimpleChannelHandler {
 
    /**
     * 当绑定到服务端的时候触发，给服务端发消息。
     *
     * @author lihzh
     * @alia OneCoder
     */
    @Override
    publicvoidchannelConnected(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) {
        // 向服务端发送Object信息
        sendObject(e.getChannel());
    }
 
    /**
     * 发送Object
     *
     * @param channel
     * @author lihzh
     * @alia OneCoder
     */
    privatevoidsendObject(Channel channel) {
        Command command =newCommand();
        command.setActionName("Hello action.");
        channel.write(command);
    }
 
}

启动后，服务端正常打印结果：Hello action.

简单梳理一下思路：

通过Netty传递，都需要基于流，以ChannelBuffer的形式传递。所以，Object -> ChannelBuffer.
Netty提供了转换工具，需要我们配置到Handler。
样例从客户端 -> 服务端，单向发消息，所以在客户端配置了编码，服务端解码。如果双向收发，则需要全部配置Encoder和Decoder。
这里需要注意，注册到Server的Handler是有顺序的，如果你颠倒一下注册顺序：

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bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {
    @Override
    publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {
        returnChannels.pipeline(newObjectServerHandler(),
                newObjectDecoder(ClassResolvers.cacheDisabled(this
                        .getClass().getClassLoader()))
                );
    }
});

结果就是，会先进入我们自己的业务，再进行解码。这自然是不行的，会强转失败。至此，你应该会用Netty传递对象了吧。

有一段事件没有更新文章了，各种原因都有吧。搬家的琐事，搬家后的安逸呵呵。不过，OneCoder明白，绝不能放松。对于Netty的学习，也该稍微深入一点了。

所以，这次OneCoder花了几天时间，仔细梳理了一下Netty的源码，总结了一下ServerBootStrap的启动和任务处理流程，基本涵盖了Netty的关键架构。
 
OneCoder总结了一张流程图：
 
 
该图是OneCoder通过阅读Netty源码，逐渐记录下来的。基本可以说明Netty服务的启动流程。这里在具体讲解一下。
 
首先说明，我们这次顺利的流程是基于NioSocketServer的。也就是基于Java NIO Selector的实现方式。在第六讲《Java NIO框架Netty教程(六)-Java NIO Selector模式》中，我们已经知道使用Selector的几个关键点，所以这里我们也重点关注一下，这些点在Netty中是如何使用的。
 
很多看过Netty源码的人都说Netty源码写的很漂亮。可漂亮在哪呢？Netty通过一个ChannelFactory决定了你当前使用的协议类型 (Nio/oio等)，比如，OneCoder这里使用的是NioServerSocket，那么需要声明的Factory即为 NioServerSocketChannelFactory，声明了这个Factory，就决定了你使用的Channel，pipeline以及 pipeline中，具体处理业务的sink的类型。这种使用方式十分简洁的，学习曲线很低，切换实现十分容易。
 
Netty采用的是基于事件的管道式架构设计，事件(Event)在管道(Pipeline)中流转，交由(通过pipelinesink)相应的处理器(Handler)。这些关键元素类型的匹配都是由开始声明的ChannelFactory决定的。
 
Netty框架内部的业务也遵循这个流程，Server端绑定端口的binder其实也是一个Handler，在构造完Binder后，便要声明一个 Pipeline管道，并赋给新建一个Channel。Netty在newChannel的过程中，相应调用了Java中的 ServerSocketChannel.open方法，打开一个channel。然后触发fireChannelOpen事件。这个事件的接受是可以复写的。Binder自身接收了这个事件。在事件的处理中，继续向下完成具体的端口的绑定。对应Selector中的 socketChannel.socket().bind()。然后触发fireChannelBound事件。默认情况下，该事件无人接受，继续向下开始构造Boss线程池。我们知道在Netty中Boss线程池是用来接受和分发请求的核心线程池。所以在channel绑定后，必然要启动Boss线城池，随时准备接受client发来的请求。在Boss构造函数中，第一次注册了selector感兴趣的事件类型,SelectionKey.OP_ACCEPT。至此，在第六讲中介绍的使用Selector的几个关键步骤都体现在Netty中了。在Boss中回启动一个死循环来查询是否有感兴趣的事件发生，对于第一次的客户端的注册事件，Boss会将Channel注册给worker保存。
 
这里补充一下，也是图中忽略的部分，就是关于worker线程池的初始化时机问题。worker池的构造，在最开始构造ChannelFactory的时候就已经准备好了。在NioServerSocketChannelFactory的构造函数里，会new一个NioWorkerPool。在 NioWorkerPool的基类AbstractNioWorkerPool的构造函数中，会调用OpenSelector方法，其中也打开了一个 selector，并且启动了worker线程池。
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private void openSelector() {
        try {
            selector = Selector.open();
        } catch (Throwable t) {
            throw new ChannelException("Failed to create a selector.", t);
        }
 
        // Start the worker thread with the new Selector.
        boolean success = false;
        try {
            DeadLockProofWorker.start(executor, new ThreadRenamingRunnable(this, "New I/O  worker #" + id));
            success = true;
        } finally {
            if (!success) {
                // Release the Selector if the execution fails.
                try {
                    selector.close();
                } catch (Throwable t) {
                    logger.warn("Failed to close a selector.", t);
                }
                selector = null;
                // The method will return to the caller at this point.
            }
        }
        assert selector != null && selector.isOpen();
    }

 

至此，会分线程启动AbstractNioWorker中run逻辑。同样是循环处理任务队列。

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processRegisterTaskQueue();
processEventQueue();
processWriteTaskQueue();
processSelectedKeys(selector.selectedKeys());
 
这样，设计使事件的接收和处理模块完全解耦。
由此可见，如果你想从nio切换到oio，只需要构造不同的ChannelFacotry即可。果然简洁优雅。

posted on 2015-07-01 00:04  追求卓越，厚积薄发  阅读(305)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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