1、定义
Netty 是一个异步的、基于事件驱动的网络应用框架,用于快速开发可维护、高性能的网络服务器和客户端。
官网:Netty: Home
2、地位
Netty 在 Java 网络应用框架中的地位就好比:Spring 框架在 JavaEE 开发中的地位
以下的框架都使用了 Netty,因为它们有网络通信需求!
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Cassandra - nosql 数据库
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Spark - 大数据分布式计算框架
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Hadoop - 大数据分布式存储框架
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RocketMQ - ali 开源的消息队列
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ElasticSearch - 搜索引擎
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gRPC - rpc 框架
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Dubbo - rpc 框架
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Spring 5.x - flux api 完全抛弃了 tomcat ,使用 netty 作为服务器端
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Zookeeper - 分布式协调框架
3、Netty 的优势
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Netty vs NIO,工作量大,bug 多
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需要自己构建协议
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解决 TCP 传输问题,如粘包、半包
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epoll 空轮询导致 CPU 100%
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对 API 进行增强,使之更易用,如 FastThreadLocal => ThreadLocal,ByteBuf => ByteBuffer
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Netty vs 其它网络应用框架
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Mina 由 apache 维护,将来 3.x 版本可能会有较大重构,破坏 API 向下兼容性,Netty 的开发迭代更迅速,API 更简洁、文档更优秀
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久经考验,16年,Netty 版本
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2.x 2004
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3.x 2008
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4.x 2013
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5.x 已废弃(没有明显的性能提升,维护成本高)
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4、Hello World示例
开发一个简单的服务器端和客户端
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客户端向服务器端发送 hello, world
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服务器仅接收,不返回
(1)加入依赖
<dependency>
<groupId>io.netty</groupId>
<artifactId>netty-all</artifactId>
<version>4.1.39.Final</version>
</dependency>
(2) 服务器端
new ServerBootstrap()
.group(new NioEventLoopGroup()) // 1
.channel(NioServerSocketChannel.class) // 2
.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() { // 3
protected void initChannel(NioSocketChannel ch) {
ch.pipeline().addLast(new StringDecoder()); // 5
ch.pipeline().addLast(new SimpleChannelInboundHandler<String>() { // 6
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, String msg) {
System.out.println(msg);
}
});
}
})
.bind(8080); // 4
代码解读
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1 处,创建 NioEventLoopGroup,可以简单理解为
线程池 + Selector
后面会详细展开 -
2 处,选择服务 Scoket 实现类,其中 NioServerSocketChannel 表示基于 NIO 的服务器端实现,其它实现还有
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3 处,为啥方法叫 childHandler,是接下来添加的处理器都是给 SocketChannel 用的,而不是给 ServerSocketChannel。ChannelInitializer 处理器(仅执行一次),它的作用是待客户端 SocketChannel 建立连接后,执行 initChannel 以便添加更多的处理器
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4 处,ServerSocketChannel 绑定的监听端口
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5 处,SocketChannel 的处理器,解码 ByteBuf => String
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6 处,SocketChannel 的业务处理器,使用上一个处理器的处理结果
(3) 客户端
new Bootstrap()
.group(new NioEventLoopGroup()) // 1
.channel(NioSocketChannel.class) // 2
.handler(new ChannelInitializer<Channel>() { // 3
@Override
protected void initChannel(Channel ch) {
ch.pipeline().addLast(new StringEncoder()); // 8
}
})
.connect("127.0.0.1", 8080) // 4
.sync() // 5
.channel() // 6
.writeAndFlush(new Date() + ": hello world!"); // 7
代码解读
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1 处,创建 NioEventLoopGroup,同 Server
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2 处,选择客户 Socket 实现类,NioSocketChannel 表示基于 NIO 的客户端实现,其它实现还有
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3 处,添加 SocketChannel 的处理器,ChannelInitializer 处理器(仅执行一次),它的作用是待客户端 SocketChannel 建立连接后,执行 initChannel 以便添加更多的处理器
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4 处,指定要连接的服务器和端口
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5 处,Netty 中很多方法都是异步的,如 connect,这时需要使用 sync 方法等待 connect 建立连接完毕
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6 处,获取 channel 对象,它即为通道抽象,可以进行数据读写操作
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7 处,写入消息并清空缓冲区
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8 处,消息会经过通道 handler 处理,这里是将 String => ByteBuf 发出
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数据经过网络传输,到达服务器端,服务器端 5 和 6 处的 handler 先后被触发,走完一个流程
(4)处理流程
5、需要树立正确的观念
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把 channel 理解为数据的通道
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把 msg 理解为流动的数据,最开始输入是 ByteBuf,但经过 pipeline 的加工,会变成其它类型对象,最后输出又变成 ByteBuf
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把 handler 理解为数据的处理工序
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工序有多道,合在一起就是 pipeline,pipeline 负责发布事件(读、读取完成...)传播给每个 handler, handler 对自己感兴趣的事件进行处理(重写了相应事件处理方法)
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handler 分 Inbound 和 Outbound 两类
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把 eventLoop 理解为处理数据的工人
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工人可以管理多个 channel 的 io 操作,并且一旦工人负责了某个 channel,就要负责到底(绑定)
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工人既可以执行 io 操作,也可以进行任务处理,每位工人有任务队列,队列里可以堆放多个 channel 的待处理任务,任务分为普通任务、定时任务
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工人按照 pipeline 顺序,依次按照 handler 的规划(代码)处理数据,可以为每道工序指定不同的工人
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