手把手构建Netty

news2025/1/17 1:13:18

1.Netty基础

Netty是一个提供了易于使用的API的客户端、服务器框架；
并发高-NIO(非阻塞IO)
传输快-零拷贝:
分析：
使用了NIO的零拷贝；java中内存是分为堆和栈，还有字符串常量池等等；
如果有一些数据需要从IO中读取，并且放到堆里面；中间会经历一些缓冲区；也就是说，读的过程会分为两个步骤：从IO流中读取出来，放到缓存区；缓冲区读取放到堆里面；
当它需要去接受数据或者是传输数据。会去开辟一个新的堆内存；然后数据直接从IO读取到新的堆内存中去

对于协议的支持如下；
在这里插入图片描述
BIO：同步阻塞IO

Server会有一个专门的线程acceptor；专门来监听客户端之间的请求；
客户端增多的时候，就会频繁的创建和销毁相应线程，就要考虑线程池；

NIO：同步非阻塞IO

BIO、NIO与AIO的区别与理解：
三者的区别详细可参考如下链接：
https://blog.csdn.net/TOMORROW6COME/article/details/140048654

使用NIO所遇到的问题：
类库；api相对较为复杂；需要具备java多线程的技能；
断线重连，网络阻塞等问题的处理方式，实现难度较大；NIO内置使用存在一些bug；

Netty优点：高效；简单；支持主流协议；可定制性强；性能高；
Dubbo使用的是Netty；

2.Netty三种线程模型

Reactor线程模型；
在这里插入图片描述
只能用于小型的应用场景；
不适用于高负载高并发场景；因为一个NIO线程要去同时处理成百上千的请求；
性能支撑不了；即便给予服务器负载；对于海量的消息处理，编解码，处理跟发送消息
无法满足；超时，然后不断轮训；会造成恶性循环；

在这里插入图片描述
主从线程模型：一组线程池接受请求；一组线程池处理IO

3.Netty快速入门

(1)构建Netty的聊天服务器
使用主从线程池构建聊天服务器：
在这里插入图片描述
在启动的时候会返回一个实例；为ChannelFuture；
他的解释如下：大概意思就是因为NIO；所以会立即返回一个结果；同时，可能没有信息；
所以使用ChannelFuture，替代作为一个结果返回；

public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 构建主从线程池
    // 定义主线程池，用于接受客户端的连接；但是不做任何处理，比如老板会谈业务，拿到业务就会交给workerGroup进行处理
    EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
    // 定义从线程池，处理主线程池交代的任务；公司业务员开展业务，完成老板交代的任务
    EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();

    try {
        // 构建Netty服务器
        ServerBootstrap server = new ServerBootstrap();         // 服务启动类；
        server.group(bossGroup,workerGroup)                     // 把主从线程池组放入到启动类中
                .channel(NioServerSocketChannel.class)          // 设置NIO双向通道
                .childHandler(null);                            // 设置处理器，用于处理workerGroup业务
        // 启动server，并且绑定端口号875，同时启动方式为同步
        ChannelFuture channelFuture = server.bind(875).sync();   //.sync是保证服务启动后一直运行；不写sync，代码一运行完就没有了

        //监听关闭的channel
        channelFuture.channel().closeFuture().sync();
    } finally {
        // 优雅关闭线程池组
        bossGroup.shutdownGracefully();
        workerGroup.shutdownGracefully();
    }
}

(2)设定channel的初始化器
Pipeline需要开发者自己去编写；handler助手类：用于处理请求；
在这里插入图片描述

/**
 * Created by nly
 *
 * 初始化器，channel注册后，会执行里面的响应的初始化方法
 **/
public class HttpServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception {
        // 通过SocketChannel 获得对应的管道
        ChannelPipeline pipeline = channel.pipeline();

        /**
         * 通过管道，添加handler处理器
         */

        // HttpServerCodec 是netty 自己提供的助手类，此处可以理解为管道中的拦截器
        // 当请求到服务端，我们需要进行做解码，相应到客户端做解码
        pipeline.addLast("",new HttpServerCodec());

        // 添加自定哦助手类，当请求访问，返回"hello,netty"
        pipeline.addLast("",null);

    }
}

(3)编写HTTP自定义助手类
先处理http；先不构建Netty服务器；
HttpObject是处理的泛型；
先构建基本的逻辑与框架；
通过上下文对象ctx去获取channel；拿到channel之后，就能获取到跟客户端
相关的信息了
概念缓冲区：bytebuf:定义数据发送的消息；读写数据；

/**
 * 创建自定义助手类
 *
 **/
public class HttpHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx,
                                HttpObject msg) throws Exception {
        // 获取channel
        Channel channel = ctx.channel();

        // 打印客户端的远程地址
        System.out.println(channel.remoteAddress());

        // 通过缓冲区定义发送的消息，读写数据都是通过缓冲区进行数据交换的
        ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("hello netty!", CharsetUtil.UTF_8);

        // 构建http的response
        FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(
                HttpVersion.HTTP_1_1,
                HttpResponseStatus.OK,
                content);
        // 为响应添加数据类型和数据长度
        response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE, MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE);
        response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH, content.readableBytes());

        // 把响应数据写到缓冲区再刷到客户端
        ctx.writeAndFlush(response);
    }
}