Netty学习笔记（一）Netty核心组件

本文主要介绍Netty的核心组件。

• Channel
• 回调
• Future
• 事件和ChannelHandler

一、各组件介绍

1、Channel

Channel 是 Java NIO 的一个基本构造（它代表一个到实体(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I/O操作的程序组件)的开放连接，如读操作和写操作 1。） 目前，可以把 Channel 看作是传入(入站)或者传出(出站)数据的载体。因此，它可以被打开或者被关闭，连接或者断开连接。

2、回调

一个回调其实就是一个方法，一个指向已经被提供给另外一个方法的方法的引用。这使得后者可以在适当的时候调用前者。回调在广泛的编程场景中都有应用，而且也是在操作完成后通知相关方最常见的方式之一。Netty 在内部使用了回调来处理事件，当一个回调被触发时，相关的事件可以被一个ChannelHandler 的实现处理。下面的代码展示了一个例子：当一个新的连接已经被建立时， ChannelHandler的channelActive()回调方法将会被调用，并将打印出一条信息。

public class ConnectHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println(
        "Client " + ctx.channel().remoteAddress() + " connected"); 
    }
}

3、Future

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的结果的占位符;它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。JDK 预置了 interface java.util.concurrent.Future，但是其所提供的实现，只允许手动检查对应的操作是否已经完成，或者一直阻塞直到它完成。这是非常繁琐的，所以 Netty 提供了它自己的实现——ChannelFuture，用于在执行异步操作的时候使用。

ChannelFuture提供了几种额外的方法，这些方法使得我们能够注册一个或者多个 ChannelFutureListener实例。监听器的回调方法operationComplete()，将会在对应的操作完成时被调用 。然后监听器可以判断该操作是成功地完成了还是出错了。如果是后者，我们可以检索产生的Throwable。简而言之，由ChannelFutureListener提供的通知机制消除了手动检查对应的操作是否完成的必要。

4、事件和ChannelHandler

Netty 使用不同的事件来通知我们状态的改变或者是操作的状态。这使得我们能够基于已经 发生的事件来触发适当的动作。这些动作可能是:

• 记录日志
• 数据转换
• 流控制
• 应用程序逻辑

Netty 是一个网络编程框架，所以事件是按照它们与入站或出站数据流的相关性进行分类的。

可能由入站数据或者相关的状态更改而触发的事件包括：

• 连接已被激活或者连接失活
• 数据读取
• 用户事件
• 错误事件

出站事件是未来将会触发的某个动作的操作结果，这些动作包括：

• 打开或者关闭到远程节点的连接
• 将数据写到或者冲刷到套接字

每个事件都可以被分发给 ChannelHandler 类中的某个用户实现的方法。这是一个很好的将事件驱动范式直接转换为应用程序构件块的例子。下图展示了一个事件是如何被一个这样的 ChannelHandler 链处理的。

 

二、组件之间的结合

1、Future、回调与ChannelHandler

Netty的异步编程模型是建立在Future和回调的概念之上的，而将事件派发到 ChannelHandler的方法则发生在更深的层次上。结合在一起，这些元素就提供了一个处理环境，使你的应用程序逻 辑可以独立于任何网络操作相关的顾虑而独立地演变。这也是 Netty 的设计方式的一个关键目标。拦截操作以及高速地转换入站数据和出站数据，都只需要你提供回调或者利用操作所返回的 Future。这使得链接操作变得既简单又高效，并且促进了可重用的通用代码的编写。

2、选择器、事件与EventLoop

Netty 通过触发事件将Selector从应用程序中抽象出来，消除了所有本来将需要手动编写的派发代码。在内部，将会为每个 Channel 分配一个 EventLoop，用以处理所有事件，包括:

• 注册感兴趣的事件
• 将事件派发给 ChannelHandler
• 安排进一步的动作

EventLoop本身只由一个线程驱动，其处理了一个 Channel 的所有 I/O 事件，并且在该EventLoop的整个生命周期内都不会改变。这个简单而强大的设计消除了你可能有的在ChannelHandler实现中需要进行同步的任何顾虑。