Netty封装了NIO的很多细节，使用更简单？简单在哪里？

向右看齐 2023-10-08 23:31 41阅读 0赞

Netty封装了NIO的很多细节，使得我们在使用NIO进行网络编程时更加简单和高效。但是，对于初学者而言，理解Netty的工作原理和使用方式可能比较困难，需要花费一定的学习时间和精力。相对于直接使用Java NIO来说，Netty确实会增加一些学习成本。

那么为什么还说Netty使用更简单呢？主要原因如下：

1.  Netty将复杂的NIO操作封装在自己的框架中，开发者只需要关注业务逻辑的实现，而不需要关注底层的网络通信细节，这大大简化了网络编程的复杂度。
2.  Netty提供了一套完善的API和组件，开发者可以快速构建高性能的网络应用程序。
3.  Netty的代码结构清晰，注释详细，文档齐全，生态完善，开发者可以轻松地找到所需的资料和工具。

总之，虽然Netty的学习成本可能比较高，但它的确是一款非常优秀的网络编程框架，适用于构建高性能、可扩展的网络应用程序。

下面用一个简单的代码示例，演示如何使用Netty和Java NIO实现一个简单的网络服务器。这个服务器会监听指定的端口，一旦有客户端连接上来，就会向客户端发送一条欢迎消息，并且将客户端发送的消息原样返回。

使用Netty实现的代码如下：

public class EchoServer {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(EchoServer.class);
        private final int port;
        // 构造函数，传入端口号
        public EchoServer(int port) {
            this.port = port;
        }
        // 启动服务器的方法
        public void start() throws Exception {
            // 创建事件循环组
            EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
            try {
                // 创建服务端启动器
                ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
                bootstrap.group(group) // 设置事件循环组
                        .channel(NioServerSocketChannel.class) // 设置通道类型
                        .localAddress(new InetSocketAddress(port)) // 设置本地地址
                        .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // 设置通道处理器
                            @Override
                            public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                                ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler()); // 添加处理器
                            }
                        });
                // 绑定端口并启动服务器
                ChannelFuture future = bootstrap.bind().sync();
                logger.info("EchoServer started and listening on {}", future.channel().localAddress());
                future.channel().closeFuture().sync();
                logger.info("server close");
            } finally {
                // 优雅关闭服务器
                group.shutdownGracefully().sync();
            }
        }
        // 主函数
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            int port = 8080;
            new EchoServer(port).start(); // 启动服务器
        }
    }
    // 自定义处理器
    class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(EchoServerHandler.class);
        // 处理连接建立事件
        @Override
        public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
            logger.info("Channel active: {}", ctx.channel().remoteAddress());
        }
        // 处理读事件
        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
            logger.info("Server received: {}", msg);
            ctx.write(msg); // 将消息写回客户端
        }
        // 读事件读取完成后的处理
        @Override
        public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
            System.out.println("channelReadComplete");
            ctx.flush(); // 刷新缓冲区
        }
        // 处理异常事件
        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
            logger.error("Exception caught: {}", cause.getMessage(), cause);
            ctx.close(); // 关闭通道
        }
    }
    复制代码

使用Java NIO实现的代码如下：

```
    public class NioServer {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 创建一个ServerSocketChannel对象
            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            // 将ServerSocketChannel设置为非阻塞模式
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
            // 绑定本地地址和端口
            serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress("localhost", 8888));
            // 创建一个Selector对象
            Selector selector = Selector.open();
            // 将ServerSocketChannel注册到Selector上，并监听OP_ACCEPT事件
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
            System.out.println("Server started on port 8888");
            while (true) {
                // 阻塞等待事件发生
                selector.select();
                // 获取事件集合
                Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
                while (iterator.hasNext()) {
                    SelectionKey key = iterator.next();
                    iterator.remove();
                    // 处理事件
                    if (key.isAcceptable()) {
                        // 如果是OP_ACCEPT事件，则创建一个SocketChannel，并将它注册到Selector上
                        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                        socketChannel.configureBlocking(false);
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                        System.out.println("New client connected: " + socketChannel.getRemoteAddress());
                    } else if (key.isReadable()) {
                        // 如果是OP_READ事件，则读取客户端发送的数据
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        int len = socketChannel.read(buffer);
                        if (len > 0) {
                            buffer.flip();
                            String msg = new String(buffer.array(), 0, len);
                            System.out.println("Received message from " + socketChannel.getRemoteAddress() + ": " + msg);
                        } else if (len == -1) {
                            // 如果读取到-1，说明客户端已经断开连接
                            System.out.println("Client disconnected: " + socketChannel.getRemoteAddress());
                            socketChannel.close();
                            key.cancel();
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    ```
    复制代码

相对于基于Java NIO手写服务端的实现，上面使用Netty实现的服务端代码有以下简洁之处：

1.  代码结构简单：Netty的服务端代码结构非常简单，只需要实例化一个ServerBootstrap对象，设置相关配置参数，绑定端口即可。而使用Java NIO实现服务端需要手动创建ServerSocketChannel、Selector、SelectionKey等对象，并且需要手动管理缓冲区等资源，代码结构相对复杂。

EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(); // 创建boss线程组，用于处理连接请求
    EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 创建worker线程组，用于处理客户端请求
    try {
        ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); // 创建ServerBootstrap对象
        b.group(bossGroup, workerGroup) // 设置线程组
         .channel(NioServerSocketChannel.class) // 指定使用NIO进行网络通信
         .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { // 设置事件处理器
             @Override
             public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                 ch.pipeline().addLast(new MyServerHandler()); // 添加自定义的事件处理器
             }
         })
         .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128) // 设置TCP参数
         .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 设置TCP参数
        // 绑定端口并启动服务
        ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
        // 等待服务端监听端口关闭
        f.channel().closeFuture().sync();
    } finally {
        workerGroup.shutdownGracefully(); // 释放线程池资源
        bossGroup.shutdownGracefully(); // 释放线程池资源
    }
    复制代码

1.  事件处理代码简单：在Netty中，使用childHandler方法可以将所有相关的事件处理代码放在一个地方，包括读写事件、异常事件等。而在Java NIO中，需要手动编写所有事件处理代码，代码量比较大，维护成本高。

public class MyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // 处理读操作
            // 处理读事件
        }
        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) { // 处理异常操作
            // 处理异常事件
        }
    }
    复制代码

1.  I/O操作简单：Netty自动进行缓冲区管理和数据编解码等操作，代码量少，可读性高。而Java NIO需要手动进行缓冲区管理和数据编解码等操作，代码量相对较大，可读性较差。

public class MyServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
        @Override
        public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {
            // msg已经被自动解码了
            // 处理读操作
            ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
            System.out.println(in.toString(CharsetUtil.UTF_8)); 
            // 输出客户端发送的信息
        }
        @Override
        public void channelActive(final ChannelHandlerContext ctx) { // 通道激活时执行
            // 写入数据时，不需要手动进行编码操作
            final ByteBuf time = ctx.alloc().buffer(4); // 创建缓冲区
            time.writeInt((int) (System.currentTimeMillis() / 1000L + 2208988800L)); // 向缓冲区写入数据
            final ChannelFuture f = ctx.writeAndFlush(time); // 发送数据
            f.addListener(new ChannelFutureListener() { // 监听发送结果
                @Override
                public void operationComplete(ChannelFuture future) {
                    assert f == future;
                    ctx.close(); // 发送完毕后关闭通道
                }
            }); // (4)
        }
    }
    复制代码

1.  功能丰富：Netty提供了许多其他功能，例如编码器和解码器等，这些功能可以简化I/O操作并提高性能。而Java NIO只提供了基本的I/O操作，需要手动编写其他功能的实现。

public class MyServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
        @Override
        public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
            ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
            // 添加编解码器
            pipeline.addLast(new MyMessageDecoder());
            pipeline.addLast(new MyMessageEncoder());
            // 添加业务处理器
            pipeline.addLast(new MyServerHandler());
        }
    }
    复制代码

综上所述，相对于基于Java NIO手写服务端的实现，使用Netty实现服务端代码更简洁，更易于维护，并且还提供了许多其他功能，可以提高开发效率和程序性能。

以上代码可正常运行，有疑问可以交流～～