Netty学习笔记(二)——netty组件及其用法

1、Netty是 一个异步事件驱动的网络应用程序框架，用于快速开发可维护的高性能协议服务器和客户端。

原生NIO存在的问题

1) NIO的类库和API繁杂，使用麻烦:需要熟练掌握Selector、ServerSocketChannel、SocketChannel、ByteBuffer等。

2)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。

3)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。

4) JDKNIO 的Bug:例如臭名昭著的Epoll Bug,它会导致Selector 空轮询,最终导致CPU 100%。直到JDK 1.7

Netty 的优点

Netty对JDK自带的NIO的API进行了封装，解决了，上述问题。

1) 设计优雅:适用于各种传输类型的统- - 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，- -个或多个线程池.

2)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。

3)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。

4) 安全:完整的SSL/TLS 和StartTLS 支持。

2、线程模型：

传统阻塞I/O 服务模型

模型特点：1.阻塞io模式获取数据 2每个连接都需要独立的线程去处理业务。

优缺点：

优点：编程简单

缺点：1) 当并发数很大，就会创建大量的线程，占用很大系统资源

　　　2)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read操作，造成线程资源浪费

Reactor模式

模型特点：

1)基于I/O 复用模型:多个连接共用一个阻塞对象，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对应的叫法:1.反应器模式2.分发者模式(Dispatcher) 3.通知者模式(notifier)

2)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。

1》：单Reactor 单线程;在学习笔记（一）中的群聊天程序就是该种模式。

方案流程：

1) 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

2)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

3）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

4)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

5)Handler会完成Read-→业务处理-+Send的完整业务流程

优缺点：

1) 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

2)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

3)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

4)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0(1) 的情况

2》：单Reactor 多线程;

方案流程：

1) 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

2)如果建立连接请求，则右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

3)如果不是连接请求，则由reactor分发调用连接对应的handler来处理

4) handler 只负责响应事件，不做具体的业务处理,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

5) 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handler

6) handler 收到响应后，通过send将结果返回给client

优缺点：

1)优点:可以充分的利用多核cpu的处理能力

2)缺点:多线程数据共享和访问比较复杂，reactor处理所有的事件的监听和响应，在单线程运行，在高并发场景容易出现性能瓶颈.

3》：主从Reactor 多线程　

方案流程：

1) 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

2)当 Acceptor 处理连接事件后，MainReactor 将连接分配给SubReactor

3)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

4)当有新事件发生时，subreactor 就会调用对应的handler处理

5) handler通过read 读取数据，分发给后面的worker 线程处理

6) worker 线程池分配独立的worker线程进行业务处理，并返回结果

7) handler 收到响应的结果后，再通过send将结果返回给client

8) Reactor 主线程可以对应多个Reactor子线程，即MainRecator可以关联多个SubReactor

优缺点：

1)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。

2)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。

3)缺点: 编程复杂度较高

4)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

线程模型理解：

1) 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.

2)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

3) 主从Reactor 多线程，多个前台接待员，多个服务生

Rector模型优点：

1)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

2)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

3)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

4)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

3、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)　

方案流程：

1) 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

2) BossGroup 和WorkerGroup 类型都是NioEventLoopGroup

3) NioEventLoopGroup 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NioEventLoop

4) NioEventLoop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

5) NioEventI oopGroup可以有多个线程，即可以含有多个NioEventLoop

6)每个 Boss 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worker NIOEventLoop.上的selector

　 ●处理任务队列的任务，即runAllTasks

7)每个Worker NIOEventLoop循环执行的步骤

　　处理任务队列的任务，即 runAllTasks

8)每个Worker NIOEventLoop处理业务时,会使用pipeline(管道)，pipeline 中包含了channel ,即通过pipeline

demo：服务端

package nettyNio;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;

public class NettyNioServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
            /**
             *创建两个线程组bossGroup和workGroup，bossGroup负责处理请求连接，workGroup负责数据的处理
             *两个都是无线循环
             *调用可构造方法，默认的字线程数NioEventLoopGroup是实际cpu核数*2
             */
            EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
            EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();
        try{
            //创建启动器
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup,workGroup)//设置两个线程组
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)//使用NioServerSocketChannel作为服务器的通道实现
                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)//设置线程队列得到的连接数
                    .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)//设置保持活动的连接状态
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//创建一个通道测试对象
                        //给pipeline设置处理器
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                ch.pipeline().addLast(new NettyHandelServer());//调用处理器
                        }
                    });
            //启动服务器并绑定端口，绑定端口并同步，创建一个ChannelFuture对象
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(7777).sync();
            System.out.println("服务器启动");
            //对关闭通道进行监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

}

服务端handler：NettyHandelServer

package nettyNio;

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;

public class NettyHandelServer extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    /**
     * @param ctx 上下文对象，含有管道pipeline，通道channel,地址
     * @param msg 就是客户端发送的数据默认Object
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("ctx。。。"+ctx);
        System.out.println("当前线程"+Thread.currentThread().getName());
        Channel channel = ctx.channel();

        ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline();

        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf)msg;
        System.out.println("读取的客户端数据。。。"+byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("客户端地址。。。"+channel.remoteAddress());
    }


    /**
     * 读取数据完毕
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //把数据写入缓存并刷新
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello",CharsetUtil.UTF_8));
    }

    /**
     * 处理异常一般是关闭通道
     * @param ctx
     * @param cause
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        ctx.close();
    }
}

ctx对象：该对象可以得到handel和pipeline

channel:

pipeline:

客户端：

package nettyNio;

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.ChannelOption;
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 NettyNioClient {
    public static void main(String[] args) {
        //创建group
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            //创建客户端启动对象，这里不是ServerBootStrap
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();

            //设置相关参数
            bootstrap.group(group)//
                .channel(NioSocketChannel.class)//设置客户端的实现类
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ch.pipeline().addLast(new NettyHandelClient());
                    }
                });
            System.out.println("客户端启动");
            //连接服务器
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 7777).sync();
            //给关闭通道监听
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

客户端handler:NettyHandelClient

package nettyNio;

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 NettyHandelClient  extends ChannelInboundHandlerAdapter{

    /**
     * 当通道有读取事件就会触发
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("client....ctx ...."+ctx);
        //向客户端发送数据
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello, server ", CharsetUtil.UTF_8));
    }

    /**
     * 读取服务端发送的信息
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf byteBuf = (ByteBuf) msg;
        System.out.println("从服务端获取的数据..."+byteBuf.toString(CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("服务端的地址"+ctx.channel().remoteAddress());
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
       ctx.close();
    }
}

5、任务队列：

1)用户程序自定义的普通任务

2)用户自定义定时任务

3) 非当前Reactor 线程调用Channel 的各种方法

demo：在上面的demo中，我们服务端的handel读取数据时，我们使用任务来做。

用户自定义的普通任务：

ctx.channel().eventLoop().execute(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
               try{
                   Thread.sleep(5000);
                   ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello 任务1",CharsetUtil.UTF_8));
                   System.out.println("当前任务队列。。"+ctx.channel().hashCode());
               }catch (Exception e){
                   e.printStackTrace();
               }
           }
       });

提交到定时任务：

ctx.channel().eventLoop().schedule(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try{
                    Thread.sleep(10000);
                    ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("hello 任务2",CharsetUtil.UTF_8));
                    System.out.println("当前任务队列。。"+ctx.channel().hashCode());
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        },5, TimeUnit.SECONDS);

小结：

1) 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。

2) 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。

3) 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I0线程NioEventLoop负责

NioEventLoopGroup 下包含多个NioEventLoop

　　1>每个NioEventLoop 中包含有- -一个Selector， - 一个taskQueue

　　2>每个NioEventLoop 的Selector 上可以注册监听多个NioChannel

3>每个NioChannel只会绑定在唯- - 的NioEventLoop 上

　 4>每个NioChannel 都绑定有-一个自己的ChannelPipeline

6、异步模型：

1)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。

2) Netty 中的I/O操作是异步的，包括Bind、 Write、 Connect 等操作会简单的返回一个ChannelFuture。

3)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I0操作结果

4) 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)

Futher:

1)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.

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)

2) 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.

在上面的demo中，我们在服务器启动的时候来去检测服务器是否启动成功

 //启动服务器并绑定端口，绑定端口并同步，创建一个ChannelFuture对象
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(7777).sync();


            //加监听器
            channelFuture.addListener((future)->{
                if(channelFuture.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });

futher-listener机制：

1)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。

2)常见有如下操作

1》通过isDone方法来判断当前操作是否完成;

2》通过isSuccess方法来判断已完成的当前操作是否成功;

3》通过getCause方法来获取已完成的当前操作失败的原因;

4》通过isCancelled方法来判断已完成的当前操作是否被取消;

5》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

Http服务：

demo：服务端

public class NettyHttpServer {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        try{
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

            serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup).channel(NioServerSocketChannel.class).childHandler(new MyHttpIniliza());

            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(5577).sync();

            channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) throws Exception {
                    if(future.isSuccess()){
                        System.out.println("服务器启动成功");
                    }else{
                        System.out.println("服务器1启动失败");
                    }
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

public class MyHttpIniliza extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        //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("HttpServerCodec",new HttpServerCodec());
        //增加自定义handler
        pipeline.addLast(new MyhttpHandler());
    }
}

public class MyhttpHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {

    /**
     * 读取客户端数据
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject msg) throws Exception {
            //判断是否是HttpRequest请求
        if(msg instanceof HttpRequest){
            //获取到msg
            HttpRequest httpRequest = (HttpRequest) msg;
            System.out.println(ctx.channel().remoteAddress());
           /* //过滤内容
            String uri = httpRequest.uri();
            Uri uri1 = new Uri(uri);
            if("".equals(uri1.getPath())){
                //不响应
                System.out.println("该信息不处理。。。");
                return;
            }*/
            //回应浏览器信息
            ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("hello，浏览器", CharsetUtil.UTF_8);

            //构建http响应信息，httpResponse
             FullHttpResponse httpResponse = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1,HttpResponseStatus.OK, content);
             httpResponse.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE,"text/plain");
             httpResponse.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH,content.readableBytes());

             //将构建号的HttpResponse返回
            ctx.writeAndFlush(httpResponse);
        }
    }
}

7、Netty核心组件：

　　　　1 、Bootstrap、 ServerBootstrap

Bootstrap 意思是引导，- -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

public ServerBootstrap group(EventI oopGroup parentGroup, EventL oopGroup 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- - 个EventLoop

public B channe(Class<? extends C> channelClass)，该方法用来设置- -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I0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--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I0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I0以及文件I0。

　　4、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

　　5、ChannelHandler 及其实现类

1) ChannelHandler 是-一个接口，处理I/O 事件或拦截I/0 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)

ChannellinboundHandler 用于处理入站1/0事件。

ChannelOutboundHandler 用于处理出站I/0操作。

//适配器
ChannellnboundHandlerAdapter用于处理入站I/O事件。

ChannelOutboundHandlerAdapter用于处理出站I/0操作。

ChannelDuplexHandler 用于处理入站和出站事件。

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

public class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelInboundHandler {

  　//通道从他的事件循环中注册
    @Override
    public void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelRegistered();
    }

    //通道从它的事件循环注销
    @Override
    public void channelUnregistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelUnregistered();
    }

    //通道就绪
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelActive();
    }

   
　　　//没有就绪
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelInactive();
    }

   //读取数据
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ctx.fireChannelRead(msg);
    }

    //数据读完之后
    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelReadComplete();
    }

  　　//用户事件触发
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        ctx.fireUserEventTriggered(evt);
    }

   //通道可写状态改变
    @Override
    public void channelWritabilityChanged(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.fireChannelWritabilityChanged();
    }

  //异常捕捉
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
            throws Exception {
        ctx.fireExceptionCaught(cause);
    }
}

　　6、 Pipeline 和ChannelPipeline

ChannelPipeline是-一个重点:

l) 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ChannelHandlerContext 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

-一个Channel包含了一个ChannelPipeline,而ChannelPipeline中又维护了一个由ChannelHandlerContex组成的双向链表，并且每个ChannelHandlerContext中又关联着-一个 ChannelHandler;

入站事件和出站事件在-一个双向链表中，入站事件会从链表head往后传递到最后一个入站的handler,出站事件会从链表tail往前传递到最前一一个出站的handler,两种类型的handler互不干扰

我们来·debug来看看在ChannelPipeine是不是一个链表结果？链表的储存对象？

HttpServerCodec它继承了CombinedChannelDuplexHandler，所以是和handler相关的

public final class HttpServerCodec extends CombinedChannelDuplexHandler<HttpRequestDecoder, HttpResponseEncoder>
        implements HttpServerUpgradeHandler.SourceCodec {

自定义的MyHttpIniliza 继承了ChannelInitializer，ChannelInitializer继承了ChannelInboundHandlerAdapter ，

ChannelInboundHandlerAdapter实现了ChannelInboundHandler,所以是和handler相关的

public class MyHttpIniliza extends ChannelInitializer<SocketChannel> {


@Sharable
public abstract class ChannelInitializer<C extends Channel> extends ChannelInboundHandlerAdapter {

public class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter implements ChannelInboundHandler {

4)常用方法

ChannelPipeline addFirst(ChanelHander.. handlers)， 把-个业务处理类( handler)添加到链中的第一个位置

ChannelPipeline addL ast(ChannelHandler.. handlers)，把- 个业务处理类( handler)添加到链中的最后一个位置

　　7、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

ChannelFuture close()，关闭通道

ChannelOutboundInvoker flush()，刷新

ChanelFuture writeAndFlush(Object msg)，将数据写到ChannelPipeline中当前

ChannelHandler的下-一个ChannelHandler开始处理( 出站)

　　8、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:

ChannelOption.SO_BACKLOG：对应TCP/IP协议listen函数中的backlog参数，用来初始化服务器可连接队列大小。服

务端处理客户端连接请求是顺序处理的，所以同一时间只能处理一个客户端连接。多个客户端来的时候，

服务端将不能处理的客户端连接请求放在队列中等待处理，backlog 参数指定了队列的大小。

ChannelOption.SO_KEEPALIVE： 一直保持连接活动状态

　　　9、EventLoopGroup 和其实现类NioEventI oopGroup

1) EventLoopGroup 是- -组EventLoop 的抽象, Netty为了更好的利用多核CPU资源，- -般会有多个EventLoop同时工作，每个EventLoop 维护着一一个Selector 实例。

2)EventLoopGroup提供next 接口，可以从组里面按照- - 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WorkerEventL oopGroup。

3)通常--个服务端口即-一个ServerSocketChannel对应一个Selector和--个EventIoop线程。BossEventLoop负责

接收客户端的连接并将SocketChannel 交给WorkerEvent[ oopGroup来进行I0处理，如下图所示

1》BossEventLoopGroup通常是一个单线程的EventLoop, EventLoop 维护着一个注册了ServerSocketChannel的Selector实例BossEventLoop不断轮询Selector将连接事件分离出来

2》通常是OP_ ACCEPT事件，然后将接收到的SocketChannel交给WorkerEventLoopGroup

3》WorkerEventLoopGroup会由next选择其中一个EventLoop来将这个SocketChannel注册到其维护的Selector并对其后续的I0事件进行处理

相关方法：

public NioEventI oopGroup(),构造方法

public Future<?> shutdownGracefully()，断开连接，关闭线程

　　10、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

//通过给定的数据和字符编码返回一个ByteBuf 对象(类似于NIO中的ByteBuffer但有区别)

public static ByteBuf copiedBuffer(CharSequence string, Charset charset)

demo：来说明ByteBuf相关方法：

public class NttyBuf {
    public static void main(String[] args) {
       /* //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);*/
      

        //还可以通过Unpooled.copiedBuffer,指定字节编码
        ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer("hello,world", CharsetUtil.UTF_8);

        if (byteBuf.hasArray()) {
            //得到字节数组
            byte[] array = byteBuf.array();
            System.out.println("得到的数据："+new String(array,CharsetUtil.UTF_8));

            //字节偏移
            int i = byteBuf.arrayOffset();
            System.out.println("字节偏移》》"+i);

            //获取当前readerIndex
            int readerIndex = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex》》"+readerIndex);

            //获取当前readerIndex,不会+1
            int readerIndex2 = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex2》》"+readerIndex2);

            //获取当前的writerIndex
            int writerIndex = byteBuf.writerIndex();
            System.out.println("获取当前的writerIndex》》"+writerIndex);

            //得到当前可读取的容量
            int capacity = byteBuf.capacity();
            System.out.println("得到当前可读取的容量》》"+capacity);

            //读取字节，并且readerIndex+1
            System.out.println("读取字节，并且readerIndex+1》》"+byteBuf.readByte());

            //字节偏移
            int i2 = byteBuf.arrayOffset();
            System.out.println("字节偏移2》》"+i2);

            //获取当前readerIndex
            int readerIndex3 = byteBuf.readerIndex();
            System.out.println("获取当前readerIndex2》》"+readerIndex3);

            //获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1
            System.out.println("获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1》》"+byteBuf.getByte(1));

            int capacity2 = byteBuf.capacity();
            System.out.println("得到当前可读取的容量2》》"+capacity2);

            //可读取的字节数
            int readableBytes = byteBuf.readableBytes();
            System.out.println("可读取的字节数》》"+readableBytes);

            //获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节
            System.out.println("获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节》》"+byteBuf.getCharSequence(3,7,CharsetUtil.UTF_8));
        }
    }
}

结果：

得到的数据：hello,world                      
字节偏移》》0
获取当前readerIndex》》0
获取当前readerIndex2》》0
获取当前的writerIndex》》11
得到当前可读取的容量》》33
读取字节，并且readerIndex+1》》104
字节偏移2》》0
获取当前readerIndex2》》1
获取readIndex = 1的字节，不会readerIndex+1》》101
得到当前可读取的容量2》》33
可读取的字节数》》10
获取readerIndex为3，长度为7,按照utf-8的格式读取字节》》lo,worl

Netty群聊程序：

服务端：

public class NettyGroupChatServer {
    //端口
    private int port;

    /**
     * 初始化
     * @param port
     */
    public NettyGroupChatServer(int port){
        this.port = port;
    }

    /**
     * 启动服务器
     */
    public void  run()  {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .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 {
                        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                        pipeline.addLast("stringEncoder",new StringEncoder());
                        pipeline.addLast("stringDecoder",new StringDecoder());
                        pipeline.addLast(new MyNettyServerHander());

                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(port).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if(sc.isSuccess()){
                    System.out.println("netty服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("netty服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new NettyGroupChatServer(7777).run();
    }
}

服务端handler:MyNettyServerHander

public class MyNettyServerHander extends SimpleChannelInboundHandler<String>{

    private  static ChannelGroup channelGroup = new DefaultChannelGroup(GlobalEventExecutor.INSTANCE);

    /**
     * 连接建立
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
        channelGroup.writeAndFlush("客户端"+channel.remoteAddress()+"加入聊天\n");
        channelGroup.add(channel);
    }

    /**
     * 失去连接
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
        channelGroup.writeAndFlush("客户端"+channel.remoteAddress()+"离开了\n");
    }

    /**
     * 通道就绪状态 表示上线
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ctx.pipeline();
        System.out.println("客户端"+channelPipeline.channel().remoteAddress()+"上线了\n");
    }

    /**
     * 通道没有就绪，表示离线
     * @param ctx
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void channelInactive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ctx.pipeline();
        System.out.println("客户端"+channelPipeline.channel().remoteAddress()+"离线了\n");
    }


    /**
     * 读取数据
     * @param ctx
     * @param msg
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        Channel channel = ctx.channel();
       channelGroup.forEach(channel1 -> {
           if(channel1 == channel){
               channel.writeAndFlush("客户端"+channel1.remoteAddress()+"(自己)说："+msg);
           }else {
               channel1.writeAndFlush("客户端"+channel1.remoteAddress()+"说："+msg);
           }
       });
    }

    /**
     * 捕捉异常
     * @param ctx
     * @param cause
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("出现异常。。。。");
    }

}

客户端：

import java.util.Scanner;

public class NettyGroupChatClient {
    private String host;
    private int port;

    public NettyGroupChatClient(String host,int port){
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public void run(){
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
                        channelPipeline.addLast("decoder",new StringDecoder());
                        channelPipeline.addLast("encoder",new StringEncoder());
                        channelPipeline.addLast(new MyNettyClentHanlder());
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host,port).sync();
            Channel channel = channelFuture.channel();

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            while (scanner.hasNextLine()){
                String line = scanner.nextLine();
                channel.writeAndFlush(line+"\n");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
             group.shutdownGracefully();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new NettyGroupChatClient("127.0.0.1",7777).run();
    }
}

客户端handler:MyNettyClentHanlder

public class MyNettyClentHanlder extends SimpleChannelInboundHandler<String> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
        System.out.println(msg.trim());
    }
}

8、心跳检测：用来检测客户端的状态

demo：

public class NettyHeartBeat {
    public static void main(String[] args) {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup =  new NioEventLoopGroup();

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();

        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .childOption(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
　　　　　　　　　　//指定日志等级
                .handler(new LoggingHandler(LogEevel.INFO))
                .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                    @Override
                    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                        ChannelPipeline channelPipeline = 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- -个心跳检测包检测是否连接
                         * 4. long alldleTimne: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
                         *
                         * triggers an {@link IdleStateEvent} when a {@link Channel} has not performed
                         * * read, write, or both operation for a while.
                         * 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(所以我们需要在自定义的handler中重写该方法) ,
                         * 在该方法中去处理IdleStateEvent(空闲，写空闲，读写空闲)
                         */
                        channelPipeline.addLast(new IdleStateHandler(3,5,7, TimeUnit.SECONDS));
　　　　　　　　　　　　　　//给空闲检测加上自定义的handler
                        channelPipeline.addLast(new MyheartbeatHandler());
                    }
                });
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(7777).sync();
            channelFuture.addListener((ch)->{
                if(ch.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

//指定日志等级
.handler(new LoggingHandler(LogEevel.INFO))

channelPipeline.addLast(new IdleStateHandler(3,5,7, TimeUnit.SECONDS));
/**
 * 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- -个心跳检测包检测是否连接
 * 4. long alldleTimne: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
 *
 * triggers an {@link IdleStateEvent} when a {@link Channel} has not performed
 * * read, write, or both operation for a while.
 * 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(所以我们需要在自定义的handler中重写该方法) ,
 * 在该方法中去处理IdleStateEvent(空闲，写空闲，读写空闲)
 */

自定义handler:MyheartbeatHandler

public class MyheartbeatHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    /**
     *
     * @param ctx 上下文
     * @param evt 触发的事件
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void userEventTriggered(ChannelHandlerContext ctx, Object evt) throws Exception {
        //先判断是否是IdleStateEvent事件
       if(evt instanceof IdleStateEvent){
           IdleStateEvent idleStateEvent = (IdleStateEvent)evt;
            String eventType = "";
           switch (idleStateEvent.state()){
               case READER_IDLE:
                   eventType = "读空闲";
                   break;

               case WRITER_IDLE:
                   eventType = "写空闲";
                   break;

               case ALL_IDLE:
                   eventType = "读写都空闲";
                   break;
           }
           System.out.println("连接状态。。。"+eventType);
       }
    }
}

idleStateEvent.state()：返回一个枚举状态：

public enum IdleState {
    /**
     * No data was received for a while.
     */
    READER_IDLE,
    /**
     * No data was sent for a while.
     */
    WRITER_IDLE,
    /**
     * No data was either received or sent for a while.
     */
    ALL_IDLE
}

9、编码器和handler调用机制：

1》netty的组件设计：Netty的主要组件有Channel、EventLoop、ChannelFuture、ChannelHandler、ChannelPipe等
2》ChannelHandler充当了处理入站和出站数据的应用程序逻辑的容器。例如，实现ChannelInboundHandler接口（或ChannelInboundHandlerAdapter），

你就可以接收入站事件和数据，这些数据会被业务逻辑处理。当要给客户端发送响应时，也可以从ChannelInboundHandler冲刷数据。

业务逻辑通常写在一个或者多个ChannelInboundHandler中。ChannelOutboundHandler原理一样，只不过它是用来处理出站数据的
3》ChannelPipeline提供了ChannelHandler链的容器。以客户端应用程序为例，如果事件的运动方向是从客户端到服务端的，

那么我们称这些事件为出站的，即客户端发送给服务端的数据会通过pipeline中的一系列ChannelOutboundHandler，并被这些Handler处理，反之则称为入站的。

例如上面图，如果一个入站的事件，首选它会经过第一个handler的处理，再传给链中的下一个handler处理。

编码器：

1》当Netty发送或者接受一个消息的时候，就将会发生一次数据转换。入站消息会被解码：从字节转换为另一种格式（比如java对象）；如果是出站消息，它会被编码成字节。
2》Netty提供一系列实用的编解码器，他们都实现了ChannelInboundHadnler或者ChannelOutboundHandler接口。在这些类中，

channelRead方法已经被重写了。以入站为例，对于每个从入站Channel读取的消息，这个方法会被调用。随后，它将调用由解码

器所提供的decode()方法进行解码，并将已经解码的字节转发给ChannelPipeline中的下一个ChannelInboundHandler。

我们通常会使用继承SimpleChannelInboundHandler的handler类来处理事件

demo：客户端发送long -> 服务器和服务端发送long -> 客户端

服务端分为四部分：主启动类，initializer初始化器，解码器和编码器，自定义handler。

主启动类：和上面的案例写的内容基本一致

public class MyDecoderServer {

    public static void main(String[] args) {

        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))//加日志
                .childHandler(new MyDecoderServerInitializer());
        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(8899).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{//加监听器
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else {
                    System.out.println("服务端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

initializer初始化器：

public class MyDecoderServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();
　　　　//加入解码器，用来处理来自客户端的信息
        channelPipeline.addLast(new MyToLongDecoder());
　　　　　//加入编码器，用来处理发往客户端的信息
        channelPipeline.addLast(new MyToLongEncoder());
　　　　//自定义的handler，用来处理器业务
        channelPipeline.addLast(new MyDecoderServerHandler());
    }
}

解码器和编码器:继承ByteToMessageDecoder,编码器中的Long型表示要将Long型的数据进行编码。

public class MyToLongDecoder extends ByteToMessageDecoder{

    /**
     *
     * @param ctx 上下文对象
     * @param in   入站的ByteBuf数据
     * @param out  list集合，将解码后的数据传给下一个handler
     * @throws Exception
     */
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List out) throws Exception {
        System.out.println("MyToLongDecoder 。。。被调用");
            //读取long型数据，每次读取8个
            if(in.readableBytes() >= 8){
　　　　　　　　　　//将数据传给下一个handler
                out.add(in.readLong());
            }
    }
}

public class MyToLongEncoder extends MessageToByteEncoder<Long> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, Long msg, ByteBuf out) throws Exception {
        System.out.println("MyToLongEncoder 。。。encode被调用");
        System.out.println("msg:"+msg);
        out.writeLong(msg);
    }
}

自定义的handler:

public class MyDecoderServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Long> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Long msg) throws Exception {
        System.out.println("获取到客户端的数据");
        System.out.println("MyDecoderServerHandler 。。。被调用");
        System.out.println("从客户端获取的数据"+ctx.channel().remoteAddress()+":"+msg);

    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("————————————————————");
        System.out.println("给客户端发送数据。。。。");
        ctx.writeAndFlush(10000L);
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println(cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

客户端也是分为四部分：主启动类，initializer初始化器，解码器和编码器，自定义handler。

主启动类：

public class MyDecoderClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .handler(new MyDecoderClientInitializer());

        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 8899).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else{
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

initializer初始化器：

public class MyDecoderClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        //加入编码器,对出站的数据进行编码
        pipeline.addLast(new MyToLongEncoder() );
        //加入解码器,对入站的数据进行编码
        pipeline.addLast(new MyToLongDecoder());
        //加入自定义handler，处理业务
        pipeline.addLast(new MyDecoderClientHandler());
    }
}

解码器和编码器上面已经有。

自定义的handler:

public class MyDecoderClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<Long> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Long msg) throws Exception {
        System.out.println("————————————————————————————");
        System.out.println("MyDecoderClientHandler ....被调用");
        System.out.println("从服务端获取的数据"+ctx.channel().remoteAddress()+":"+msg);
    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("ChannelHandlerContext 。。。channelActive 向服务端发送数据");
        ctx.writeAndFlush(1234567L);
    }
}

在上面我们讲过编码和解码器其实都是一种handler,从这个demo中可以看到客户端向服务端发送消息过程中，handler的调用过程，

客户端发送消息——服务端

MyDecoderClientHandler ————》MyToLongEncoder ————》MyToLongDecoder ————》MyDecoderServerHandler

在netty中还提供了其他的编解码器：

　ReplayingDecoder：ReplayingDecoder扩展了ByteToMessageDecoder类，使用这个类，我们不必调用readableBytes()方法。参数S指定了用户状态管理的类型，其中Void代表不需要状态管理

LineBasedFrameDecoder：这个类在Netty内部也有使用，它使用行尾控制字符（\n或者\r\n）作为分隔符来解析数据。

DelimiterBasedFrameDecoder：使用自定义的特殊字符作为消息的分隔符。

HttpObjectDecoder：一个HTTP数据的解码器

LengthFieldBasedFrameDecoder：通过指定长度来标识整包消息，这样就可以自动的处理黏包和半包消息。


10、TCP粘包和拆包
基本解释：TCP是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，
因此，发送端为了将多个发给接收端的包，更有效的发给对方，使用了优化方法（Nagle算法），
将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。这样做虽然提高了效率，
但是接收端就难于分辨出完整的数据包了，因为面向流的通信是无消息保护边界的，由于服务
由于服务端无法准确的接受客户端传来信息的长度，所以会出现粘包和拆包问题。

示意图：

第一种正常接受，第二种粘包，第三D2拆包。

demo：粘包和拆包现象：

服务端：主启动类

public class MyTcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new MyTcpInitializer());

        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9990).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if(sc.isSuccess()){
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyTcpServer

initialzer初始化器：

public class MyTcpInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {

    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyTcpServerHandler());

    }
}

MyTcpInitializer

自定义handler:

public class MyTcpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] bytes = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(bytes);
        System.out.println("————————————————————————");
        System.out.println("客户端获取到的数据: "+new String(bytes,CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("获取的次数:"+(++this.count));

        ByteBuf resonseByteBuf = Unpooled.copiedBuffer(UUID.randomUUID().toString(), CharsetUtil.UTF_8);
        ctx.writeAndFlush(resonseByteBuf);

    }

}

客户端：主启动类

public class MyTcpClient {
    public static void main(String[] args) {

        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new MyTcpClientInitializer());

        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 9990).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else{
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyTcpClient

initialzer初始化器：

public class MyTcpClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyTcpClientHandler());
    }
}

MyTcpClientInitializer

自定义handler:

public class MyTcpClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        byte[] buffer = new byte[msg.readableBytes()];
        msg.readBytes(buffer);
        System.out.println("——————————————————————————");
        System.out.println("客户端收到服务端的信息："+new String(buffer,CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("客户端收到服务端的信息"+(++this.count));
    }
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
            System.out.println("——————————————————————");
            String content = "hello,world"+i;
            ByteBuf byteBuf = Unpooled.copiedBuffer(content, CharsetUtil.UTF_8);
            ctx.writeAndFlush(byteBuf);
            System.out.println("发送数据次数："+(++this.count));
        }
    }
}

打印结果：测试三次，可以看出出现了粘包现象。

————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0hello,world1hello,world2hello,world3hello,world4hello,world5hello,world6hello,world7hello,world8hello,world9
获取的次数:1


————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0
获取的次数:1
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world1
获取的次数:2
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world2
获取的次数:3
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world3hello,world4
获取的次数:4
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world5hello,world6
获取的次数:5
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world7hello,world8
获取的次数:6
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world9
获取的次数:7



————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world0
获取的次数:1
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world1
获取的次数:2
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world2
获取的次数:3
————————————————————————
客户端获取到的数据: hello,world3hello,world4hello,world5hello,world6hello,world7hello,world8hello,world9
获取的次数:4

解决方案:
使用自定义协议 + 编解码器来解决
关键就是要解决服务器端每次读取数据长度的问题, 这个问题解决，就不会出现服务器多读或少读数据的问题，从而避免的TCP 粘包、拆包。
demo:这次我们将发送的信息包装类发送

服务端：主启动类

public class MyProtocolTcpServer {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1);
        EventLoopGroup workGroup = new NioEventLoopGroup();

        ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
        serverBootstrap.group(bossGroup,workGroup)
                .channel(NioServerSocketChannel.class)
                .option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)
                .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)
                .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))
                .childHandler(new MyProtocolTcpServerInitializer());

        try {
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(6699).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("服务器启动成功");
                }else{
                    System.out.println("服务器启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workGroup.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyProtocolTcpServer

initialzer初始化器：

public class MyProtocolTcpServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpDecoder());
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpServerHandler());
    }
}

MyProtocolTcpServerInitializer

自定义的handler:MyProtocolTcpServerHandler

public class MyProtocolTcpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ProtocolTcpMessage> {
    private int count = 0;
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg) throws Exception {
        System.out.println("获取到客户端信息：");
        System.out.println("长度："+msg.getLength()+",内容："+new String(msg.getContent(), CharsetUtil.UTF_8));
        System.out.println("第"+(++this.count)+"调用");
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常信息："+cause.getMessage());
        ctx.close();
    }
}

编解码器：MyProtocolTcpDecoder和MyProtocolTcpEncoder

public class MyProtocolTcpDecoder extends ByteToMessageDecoder{
    @Override
    protected void decode(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf in, List<Object> out) throws Exception {
        System.out.println("——————————————————————————————————");
        System.out.println("MyProtocolTcpDecoder...decode 被调用");
        int len = in.readInt();
        byte[] content = new byte[len];
        in.readBytes(content);
　　　　　//将读取的字节数据转为消息对象
        ProtocolTcpMessage protocolTcpMessage = new ProtocolTcpMessage();
        protocolTcpMessage.setLength(len);
        protocolTcpMessage.setContent(content);
        out.add(protocolTcpMessage);
    }
}

public class MyProtocolTcpEncoder extends MessageToByteEncoder<ProtocolTcpMessage> {
    @Override
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg, ByteBuf out) throws Exception {
　　　　　　　　//接受消息对象，然后装换成字节
            System.out.println("MyProtocolTcpEncoder。。。encode 被调用");
            out.writeInt(msg.getLength());
            out.writeBytes(msg.getContent());
    }
}

消息类：ProtocolTcpMessage

public class ProtocolTcpMessage {
    private int length;

    private byte[] content;

    public int getLength() {
        return length;
    }

    public void setLength(int length) {
        this.length = length;
    }

    public byte[] getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(byte[] content) {
        this.content = content;
    }
}

客户端：主启动类

public class MyProtocolTcpClient {
    public static void main(String[] args) {
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();

        Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
        bootstrap.group(group)
                .channel(NioSocketChannel.class)
                .handler(new MyProtocolTcpClientInitializer());
        try {
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect("127.0.0.1", 6699).sync();
            channelFuture.addListener((sc)->{
                if (sc.isSuccess()) {
                    System.out.println("客户端启动成功");
                }else {
                    System.out.println("客户端启动失败");
                }
            });
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

MyProtocolTcpClient

initialzer初始化器：

public class MyProtocolTcpClientInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpEncoder());
        pipeline.addLast(new MyProtocolTcpClientHandler());
    }
}

MyProtocolTcpClientInitializer

自定义的handler:

public class MyProtocolTcpClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ProtocolTcpMessage> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ProtocolTcpMessage msg) throws Exception {

    }

    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
　　　　　　　　//将消息封装成消息对象ProtocolTcpMessage
            String content = "hello world";
            ProtocolTcpMessage protocolTcpMessage = new ProtocolTcpMessage();
            protocolTcpMessage.setLength(content.getBytes(CharsetUtil.UTF_8).length);
            protocolTcpMessage.setContent(content.getBytes(CharsetUtil.UTF_8));
            ctx.writeAndFlush(protocolTcpMessage);
        }
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        System.out.println("异常信息"+cause.getMessage());
        ctx.close();
    }

}

待更。。。

posted @ 2019-11-27 21:53 来一杯可乐阅读(788) 评论(0) 编辑收藏举报

刷新页面返回顶部

Netty学习笔记(二)——netty组件及其用法

公告