初探netty

什么是netty

netty是jboss提供的一个java开源框架，netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可用性的网络服务器和客户端程序。也就是说netty是一个基于nio的编程框架，使用netty可以快速的开发出一个网络应用。
由于java 自带的nio api使用起来非常复杂，并且还可能出现 Epoll Bug，这使得我们使用原生的nio来进行网络编程存在很大的难度且非常耗时。但是netty良好的设计可以使开发人员快速高效的进行网络应用开发。

核心架构

如下图所示：netty的核心是支持零拷贝的bytebuf缓冲对象、通用通信api和可扩展的事件模型；它支持多种传输服务并且支持HTTP、Protobuf、二进制、文本、WebSocket 等一系列常见协议，也支持自定义协议。

netty中的一些核心概念

1、bootstrap、serverBootstrap：bootstrap的意思是引导，其主要作用是配置整个netty程序，将各个组件整合起来。serverBootstrap是服务器端的引导类。bootstrap用于连接远程主机它有一个EventLoopGroup ；serverBootstrap用于监听本地端口有两个EventLoopGroup。

2、eventLoop：eventLoop维护了一个线程和任务队列，支持异步提交执行任务。

3、eventLoopGroup：eventLoopGroup 主要是管理eventLoop的生命周期，可以将其看作是一个线程池，其内部维护了一组eventLoop，每个eventLoop对应处理多个Channel，而一个Channel只能对应一个eventLoop。

4、channelPipeLine：是一个包含channelHandler的list，用来设置channelHandler的执行顺序。

5、Channel：Channel代表一个实体（如一个硬件设备、一个文件、一个网络套接字或者一个能够执行一个或者多个不同的IO操作的程序组件）的开放链接，如读操作和写操作。

6、Futrue、ChannelFuture ：Future提供了另一种在操作完成时通知应用程序的方式。这个对象可以看作是一个异步操作结果的占位符；它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。netty的每一个出站操作都会返回一个ChannelFuture。future上面可以注册一个监听器，当对应的事件发生后会出发该监听器。

7、ChannelInitializer：它是一个特殊的ChannelInboundHandler,当channel注册到eventLoop上面时，对channel进行初始化

*8、ChannelHandler：用来处理业务逻辑的代码，ChannelHandler是一个父接口，ChannelnboundHandler和ChannelOutboundHandler都继承了该接口，它们分别用来处理入站和出站。

9、ChannelHandlerContext:允许与其关联的ChannelHandler与它相关联的ChannlePipeline和其它ChannelHandler来进行交互。它可以通知相同ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler，也可以对其所属的ChannelPipeline进行动态修改。

快速构建一个hello world 程序

环境搭建

我这里使用的springboot，内置集成了netty依赖，当然也可以建立一个空的maven项目，再去导入单独的netty依赖也是可以实现的。
springboot下pom文件：

单独使用netty项目下pom文件：

代码编写

服务类，主要用于初始化和运行ServerBootstrap对象

@Component
public class MyServer {
    //设置 boss线程池和worker线程组，这两个线程组相当于死循环的不停监听，boss线程组给worker分配任务
    EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
    EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
    //启动对象
    ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
    private static class SingletionServer{
        static final MyServer instance = new MyServer();
    }
    public static MyServer getInstance(){
        return SingletionServer.instance;
    }

    public void start()  {
       try{
           System.out.println("启动了家人们！");
           //为启动对象绑定线程池。绑定channel（通道），这里使用的是NIO实现（非阻塞异步）
           serverBootstrap.group(bossGroup,workerGroup).channel(NioServerSocketChannel.class)
                   .childHandler(new ServerInitializer());//绑定我们写好的初始化类
            //设置开启和关闭
           ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind(9999).sync();
           channelFuture.channel().closeFuture().sync();
       } catch (Exception e) {

       } finally {
           bossGroup.shutdownGracefully();
           workerGroup.shutdownGracefully();
       }

    }
}

编写初始化类

//初始化类，主要用于绑定我们的handler
public class ServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    //channel被注册后立马回调用
    @Override
    protected void initChannel(SocketChannel socketChannel) throws Exception {
        ChannelPipeline pipeline = socketChannel.pipeline();
        pipeline.addLast("HttpServerCodec",new HttpServerCodec())
                .addLast("HelloHandler",new HelloHandler());
    }
}

编写handler类

handler类是我们处理业务逻辑的类

//我们的业务处理handler
public class HelloHandler extends SimpleChannelInboundHandler<HttpObject> {
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, HttpObject httpObject) throws Exception {
        //只处理 HttpRequest ，若非HttpRequest 不写IF会报异常
       if(httpObject instanceof HttpRequest){
            //定义我们的返回结果
            ByteBuf content = Unpooled.copiedBuffer("Hello world!!", CharsetUtil.UTF_8);
            //定义我们的response
            FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(
                    HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.OK,content
            );
            //设置头信息
            response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE,"text/plain");
            response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_LENGTH,content.readableBytes());
            //写如缓存并发送回去
            ctx.writeAndFlush(response);
        }
    }
}

springboot配置

由于我使用的springboot，MyServer的启动如果写在springboot的启动类中显然是不合适的，所以我们写一个配置类，ApplicationListener接口，使其启动时启动我们的Myserver。

@Component
public class NettybootServerInitConfig implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {
    @Override
    public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) {
        if(event.getApplicationContext().getParent() == null){
            MyServer.getInstance().start();
        }
    }
}

测试

启动程序

使用cmd命令行执行curl命令发送一个http请求给localhost:9999

可以看到我们的服务端确实接收到了请求，并返回了一个长度为13的字符串数据，并且code为200 请求成功