Netty核心知识总结

末蓝、 2024-02-05 12:12 46阅读 0赞

Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架，它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持，作为一个异步NIO框架，Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的，通过Future-Listener机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。

基本介绍  
Netty是一个高性能、异步事件驱动的NIO框架，它提供了对TCP、UDP和文件传输的支持，作为一个异步NIO框架，Netty的所有IO操作都是异步非阻塞的，通过Future-Listener机制，用户可以方便的主动获取或者通过通知机制获得IO操作结果。

作为当前最流行的NIO框架，Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游戏行业、通信行业等获得了广泛的应用，一些业界著名的开源组件也基于Netty的NIO框架构建。

GitHub：https://github.com/netty/netty

官网：https://netty.io/

「Netty的优缺点」  
之前我们使用JAVA NIO的时候会有一些问题：

JDK NIO的BUG，例如臭名昭著的epoll bug，它会导致Selector空轮询，最终导致CPU 100%，官方声称在JDK 1.6版本的update18修复了该问题，但是直到JDK 1.7版本该问题仍旧存在，只不过该BUG发生概率降低了一些而已，它并没有得到根本性解决。  
客户端面临断连重连、网络闪断、半包读写、失败缓存、网络拥塞和异常码流的处理等问题需要处理。  
Netty的优点：

API使用简单，开发门槛低;  
功能强大，预置了多种编解码功能，支持多种主流协议;  
定制能力强，可以通过ChannelHandler对通信框架进行灵活地扩展;  
性能高，通过与其他业界主流的NIO框架对比，Netty的综合性能最优;  
成熟、稳定，Netty修复了已经发现的所有JDK NIO BUG，业务开发人员不需要再为NIO的BUG而烦恼;  
社区活跃，版本迭代周期短，发现的BUG可以被及时修复，同时，更多的新功能会加入;  
经历了大规模的商业应用考验，质量得到验证。  
Netty有一个最重要的缺点：大版本不兼容，3.x/4.x同时维护，5.x放弃维护，主要原因是Netty抛弃了Jboss单独发展了。

「Netty的应用产品」  
Netty 经过很多出名产品在线上的大规模验证，其健壮性和稳定性都被业界认可，其中典型的产品有一下几个

服务治理：Apache Dubbo、GRPC。  
大数据：Hbase、Spark、Flink、Storm。  
搜索引擎：Elasticsearch。  
消息队列：RocketMQ、ActiveMQ。  
Spring WebFlux是伴随Spring framework 5提出的网络框架解决方案，也是基于Netty实现。

还有更多优秀的产品可以参考下面网址：https://netty.io/wiki/related-projects.html。

入门案例  
构建一个简单的应用程序：客户端将消息发送给服务器，而服务器再将消息会送给客户端。

首先，引入 Maven 依赖

<dependency> 
           <groupId>io.netty</groupId> 
           <artifactId>netty-all</artifactId> 
    /dependency>

「服务端：」  
Netty 服务器都需要以下两部分：

至少一个ChannelHandler，该组件实现了服务器对从客户端接收的数据的处理，即它的业务逻辑。  
配置引导服务器的启动代码，它会将服务器绑定到它要监听连接请求的端口上。  
「ChannelHandler服务端业务逻辑」

因为你的 Echo 服务器会响应传入的消息，所以它需要实现 ChannelInboundHandler 接口，用来定义响应入站事件的方法。

这个简单的应用程序只需要用到少量的这些方法，所以继承 ChannelInboundHandlerAdapter 类也就足够了，它提供了 ChannelInboundHandler 的默认实现。

我们需要的方法是:

channelRead()，对于每个传入的消息都要调用;  
channelReadComplete()，通知ChannelInboundHandler最后一次对channelRead()的调用是当前批量读取中的最后一条消息;  
exceptionCaught()，在读取操作期间，有异常抛出时会调用。  
该 Echo 服务器的 ChannelHandler 实现是 EchoServerHandler：  
![在这里插入图片描述][d2567ba89ceb4c96ba69f2d20c941494.png]  
「引导服务器」  
引导过程中所需要的步骤如下:

创建一个 ServerBootstrap 的实例以引导和绑定服务器;  
创建并分配一个 NioEventLoopGroup 实例以进行事件的处理，如接受新连接以及读/写数据;  
指定服务器绑定的本地的 InetSocketAddress;  
使用一个 EchoServerHandler 的实例初始化每一个新的 Channel;  
调用 ServerBootstrap.bind()方法以绑定服务器。  
![在这里插入图片描述][5b0bf27757bd40c4b62ed02e5fcd0cc5.png]  
「客户端：」  
Echo 客户端将会:

连接到服务器;  
发送一个或者多个消息;  
对于每个消息，等待并接收从服务器发回的相同的消息;  
关闭连接。  
编写客户端所涉及的两个主要代码部分也是业务逻辑和引导

「ChannelHandler实现客户端逻辑」  
如同服务器，客户端将拥有一个用来处理数据的 ChannelInboundHandler。

在这 个场景下，你将扩展 SimpleChannelInboundHandler 类以处理所有必须的任务。

这要求重写下面的方法:

channelActive()——在到服务器的连接已经建立之后将被调用;  
channelRead0()——当从服务器接收到一条消息时被调用;  
exceptionCaught()——在处理过程中引发异常时被调用。

![在这里插入图片描述][a703ee573bca4d7a953319526251e850.png]  
「引导客户端」  
![在这里插入图片描述][66544bfbbd484dc1a985ae8002294c95.png_pic_center]  
为初始化客户端，创建了一个 Bootstrap 实例;  
为进行事件处理分配了一个 NioEventLoopGroup 实例，其中事件处理包括创建新的连接以及处理入站和出站数据;  
为服务器连接创建了一个 InetSocketAddress 实例;  
当连接被建立时，一个 EchoClientHandler 实例会被安装到ChannelPipeline 中;  
在一切都设置完成后，调用 Bootstrap.connect()方法连接到远程节点;

**基本架构**  
Netty 的逻辑处理架构为典型网络分层架构设计，共分为网络通信层、事件调度层、服务编排层，每一层各司其职。  
![在这里插入图片描述][86672d85991842909e1331a3c093694e.png]  
分层讲解：https://www.51cto.com/article/683699.html

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