Netty讲解与案例

news2024/10/21 9:22:26
1.Netty简介：

官网：https://netty.io/

Netty 是一个 NIO 客户端服务器框架，可以快速轻松地开发协议服务器和客户端等网络应用程序。它极大地简化和精简了 TCP 和 UDP 套接字服务器等网络编程。

“快速简便”并不意味着最终的应用程序会存在可维护性或性能问题。Netty 的设计充分考虑了从实现许多协议（如 FTP、SMTP、HTTP 以及各种二进制和基于文本的旧协议）中获得的经验。因此，Netty 成功地找到了一种无需妥协即可实现易于开发、性能、稳定性和灵活性的方法。

2.特征
2.1 设计
  • 各种传输类型的统一 API - 阻塞和非阻塞套接字
  • 基于灵活且可扩展的事件模型，可以明确分离关注点
  • 高度可定制的线程模型——单线程、一个或多个线程池（如SEDA）
  • 真正的无连接数据报套接字支持（自 3.1 版起）
2.2.易于使用
  • 详尽的 Javadoc、用户指南和示例
  • 无需额外依赖，JDK 5（Netty 3.x）或 6（Netty 4.x）就足够了
    • 注意：某些组件（例如 HTTP/2）可能有更多要求。请参阅 要求页面 了解更多信息
2.3 表现：
  • 更高的吞吐量，更低的延迟
  • 减少资源消耗
  • 最小化不必要的内存复制
2.4 安全
  • 完整的 SSL/TLS 和 StartTLS 支持
3.案例

需求：此案例为模仿C2C聊天案例，类似与IOS和Android进行聊天，通过服务器进行转发给客户端

实在不懂看下图

3.1 maven坐标

创建mave工程，引入坐标依赖

3.2.服务端代码
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class NettyC2CServer {

    // 存储已连接的客户端 <客户端类型, Channel>
    private static Map<String, Channel> clients = new ConcurrentHashMap<>();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
        try {
            ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
            bootstrap.group(bossGroup, workerGroup)
                    .channel(NioServerSocketChannel.class)
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            pipeline.addLast(new C2CServerHandler());
                        }
                    });

            System.out.println("Netty C2C Server is starting...");
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.bind(9008).sync();
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            bossGroup.shutdownGracefully();
            workerGroup.shutdownGracefully();
        }
    }

    // 处理客户端连接与消息
    static class C2CServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<String> {

        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) throws Exception {
            // 假设消息格式为 "IDENTITY:客户端类型" 或 "MESSAGE:发送方:接收方:消息内容"
            if (msg.startsWith("IDENTITY")) {
                // 客户端发送标识消息，格式：IDENTITY:android 或 IDENTITY:ios
                String[] parts = msg.split(":", 2);
                if (parts.length == 2) {
                    String clientType = parts[1];
                    // 将客户端连接存储
                    clients.put(clientType, ctx.channel());
                    System.out.println(clientType + " connected.");
                    ctx.channel().writeAndFlush("Server acknowledged: " + clientType);
                } else {
                    ctx.channel().writeAndFlush("Invalid IDENTITY format.");
                }
            } else if (msg.startsWith("MESSAGE")) {
                // 消息格式：MESSAGE:sender:target:message
                String[] parts = msg.split(":", 4);
                if (parts.length == 4) {
                    String sender = parts[1];
                    String target = parts[2];
                    String message = parts[3];

                    System.out.println("Received message from " + sender + ": " + message);

                    // 如果目标客户端在线，发送消息
                    if (clients.containsKey(target)) {
                        clients.get(target).writeAndFlush("Message from " + sender + ": " + message);
                    } else {
                        ctx.channel().writeAndFlush("Target " + target + " is not online.");
                    }
                } else {
                    ctx.channel().writeAndFlush("Invalid MESSAGE format. Use 'MESSAGE:sender:target:message'");
                }
            }
        }

        @Override
        public void handlerAdded(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
            System.out.println("Client connected: " + ctx.channel().id().asShortText());
        }

        @Override
        public void handlerRemoved(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
            // 在客户端断开连接时，移除连接
            clients.values().remove(ctx.channel());
            System.out.println("Client disconnected: " + ctx.channel().id().asShortText());
        }
    }
}

bossGroup：负责接受客户端连接

workerGroup：负责处理连接后的读写操作

ChannelInitializer：在每个新的客户端连接时设置管道，添加StringDecoder、StringEncoder用于处理字符串数据，以及自定义的C2CServerHandler来处理消息

handlerAdded：

  • 当有新的客户端连接时触发。
  • 打印客户端连接的 ID。

handlerRemoved：

  • 当客户端断开连接时触发。
  • 从 clients 中移除该客户端的 Channel。
3.3 客户端代码
1.ios代码
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

import java.util.Scanner;

public class NettyAndroidClient {

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

        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .handler(new ChannelInitializer<Channel>() {
                        //初始化渠道信息
                        @Override
                        protected void initChannel(Channel ch) {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            pipeline.addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
                                @Override
                                protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
                                    System.out.println("Received: " + msg);
                                }

                                @Override
                                public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
                                    // 客户端连接成功后，发送标识消息
                                    ctx.writeAndFlush("IDENTITY:android");
                                    System.out.println("Android client connected and sent identity.");
                                }
                            });
                        }
                    });

            Channel channel = bootstrap.connect("localhost", 9008).sync().channel();

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);

            // 模拟 Android 发送消息给 iOS
            System.out.println("Type your message to send to iOS:");
            while (scanner.hasNextLine()) {
                String message = scanner.nextLine();
                channel.writeAndFlush("MESSAGE:android:ios:" + message);
            }
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}
2.Android代码
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.handler.codec.string.StringDecoder;
import io.netty.handler.codec.string.StringEncoder;

import java.util.Scanner;

public class NettyIOSClient {

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

        try {
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            bootstrap.group(group)
                    .channel(NioSocketChannel.class)
                    .handler(new ChannelInitializer<Channel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(Channel ch) {
                            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
                            pipeline.addLast(new StringDecoder());
                            pipeline.addLast(new StringEncoder());
                            pipeline.addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() {
                                @Override
                                protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
                                    System.out.println("Received: " + msg);
                                }

                                @Override
                                public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {
                                    // 客户端连接成功后，发送标识消息
                                    ctx.writeAndFlush("IDENTITY:ios");
                                    System.out.println("iOS client connected and sent identity.");
                                }
                            });
                        }
                    });

            Channel channel = bootstrap.connect("localhost", 9008).sync().channel();

            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            
            System.out.println("Type your message to send to Android:");
            while (scanner.hasNextLine()) {
                String message = scanner.nextLine();
                channel.writeAndFlush("MESSAGE:ios:android:" + message);
            }
        } finally {
            group.shutdownGracefully();
        }
    }
}

客户端相同的特点如下解释：

group：用于管理客户端的 I/O 线程。

Bootstrap：

  • 用于设置客户端的引导程序。
  • 配置了线程组、通道类型（NioSocketChannel），以及通道初始化逻辑。

ChannelInitializer：

  • 在每个新的连接通道上设置管道（pipeline），添加 StringDecoder 和 StringEncoder 处理字符串消息。
  • 添加自定义的 SimpleChannelInboundHandler<String> 处理从服务器接收到的消息。

channelRead0：

  • 当客户端接收到来自服务器的消息时，会触发此方法。
  • 打印收到的消息到控制台。

channelActive：

  • 当客户端成功连接到服务器时触发。
  • 发送一个标识消息 "IDENTITY:ios/android" 给服务器，告知服务器这是一个 iOS /android客户端。
  • 打印确认信息，表示客户端已连接并发送了身份信息。

案例运行结果：

喜欢的话点个关注，接下来会分享更多知识以及工作感受

需要项目工程私信(这么详细了应该可以写出来的)

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