Netty 各个组件通俗理解

Channel即数据通道

Msg是数据，传输时是ByteBuf，通过pipeline加工后可以解码为其他类型对象

Handler是数据的处理工序，Handler合在一起便是pipeline

Handler分为Inbound和Outbound两种

EventLoop是处理数据的工人

绑定：EventLoop负责了某个Channel的工作后，应负责到底

工人既可以执行IO操作，也可以进行业务处理

工人按照pipeline的顺序，依次按照Handler的规划处理数据，可以为每道工序指定不同工人

EventLoop

• 继承自ScheduledExecutorService，包含线程池的所有方法
• 继承自OrderedEventExecutor，inEventLoop(thread)方法可以查看该线程是否属于eventLoop，parent 方法可以查看自己属于哪个EventLoopGroup

维护了一个Selector的单线程执行器

一旦建立连接，Channel会和一个EventLoop绑定，后续所有请求都会由一个EventLoop发送

EventLoopGroup

继承自EventExecutorGroup，实现了Iterable 接口提供遍历EventLoop的能力，next 方法获取下一个EventLoop

设置boss和worker两个EventLoopGroup，boss负责ServerSocketChannel上的accept事件，worker负责socketChannel上的读写

关闭

使用shutdownGracefully方法优雅地关闭EventLoopGroup，该方法会使EventLoopGroup先切换到关闭状态，拒绝新任务的加入，然后等待任务队列中的任务全部执行完毕后，再停止线程的运行。

Channel

• close方法 关闭Channel
• closeFuture 处理Channel的关闭 带有 Future，Promise 的类型都是和异步方法配套使用，用来处理结果
  • sync 同步等待Channel的关闭
  • addListener 异步等待Channel的关闭
• pipeline 方法添加处理器
• write 写入数据
• writeAndFlush 将数据写入并刷出

Future & Promise

• JDK Future
  • cancel 取消任务
  • isCanceled 任务是否已被取消
  • isDone 任务是否完成（只知道是否完成，不知道是否执行成功）
  • get 获取任务结果，阻塞等待
• Netty Future 继承自JDK Future
  • getNow 获取任务结果，非阻塞，未产生结果时返回Null
  • await 等待任务结束
  • sync 等待任务结束，若任务失败抛出异常
  • isSuccess 判断任务是否成功
  • cause 获取失败信息，非阻塞，若任务没失败则返回null
  • addListener 添加回调，异步接收结果
• Promise 扩展了 Netty Future
  • setSuccess 设置成功结果
  • setFailure 设置失败结果

Handler & Pipeline

Pipeline 的 addLast 方法可以添加处理器

ChannelHandler 分为入站、出站两种

• 入站处理器一般都是 ChannelInboundHandlerAdapter 的子类，用于读取接收的数据

• 出站处理器一般都是 ChannelOutboundHandlerAdapter 的子类，用于对发送的数据进行加工

• ctx.fireChannelRead(msg)方法（即super.channelRead(ctx, name)） 调用下一个入站处理器

• ctx.channel().write(msg) 方法 从尾部开始触发出站处理器

• ctx.write(msg, promise) 方法 触发上一个出站处理器

ByteBuf

(对字节数据的封装)

创建

初始容量为10

ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.buffer(10);

直接内存和堆内存

创建池化基于堆的 ByteBuf

ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.heapBuffer(10);

创建池化基于直接内存的 ByteBuf

ByteBuf buffer = ByteBufAllocator.DEFAULT.directBuffer(10);

• 直接内存创建和销毁代价高，但读写性能好，适合配合池化使用
• 直接内存对GC压力小，不受JVM垃圾回收的管理，应注意手动释放

池化和非池化

Netty 4.1 以后，非Android平台默认开启池化，也可以通过以下系统变量进行设置

-Dio.netty.allocator.type={unpooled|pooled}

优点：有了池化可以重用ByteBuf实例，可以提升效率，同时在高并发场景中更节约内存，减少内存溢出的可能

组成

方法

writeXXX

默认Big Endian，即 0x250，写入后 00 00 02 50

writeIntLE(int value)方法 Little Endian写入 int 值，即 0x250，写入后 50 02 00 00

扩容机制

• 如果写入后数据大小未超过512，则扩容后capacity是下一个16的整数倍。
• 如果写入后数据大小超过512，则扩容后capacity是下一个2ⁿ。
• 若扩容超过max capacity，会报错。

读取

ByteBuf读过的部分会被废弃，再读只能读到未读取的部分

若要重复读取，应在read前先做个标记mark

buffer.markReaderIndex();

调用read方法后，使用resetReaderIndex方法可以将读指针重置到标志位置

buffer.resetReaderIndex();

retain和release方法

Netty采用引用计数法来控制回收内存

• 每个ByteBuf初始计数为1
• 调用release方法计数减1，调用retain方法计数加1
• 计数为0时，底层内存被回收

最后使用者负责release

入站处理规则：

• 将ByteBuf转换为其他类型的Java对象后，ByteBuf没用了的时候必须release
• 如果不需要调用 ctx.fireChannelRead(msg) 向后传递时，必须release
• 如果因为异常导致ByteBuf没有传递到下一个Handler，必须release
• 若消息一直向后传递，会由TailContext负责释放未处理信息

出站处理规则：

• 由HeadContext flush后release

异常处理规则：

• 不清楚ByteBuf被引用多少次时，可以循环调用 release 直到返回 true