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上一篇文章我們對(duì)于I/O多路復(fù)用、Java NIO包 和 Netty 的關(guān)系有了全面的認(rèn)識(shí)。

到目前為止，我們已經(jīng)從I/O模型出發(fā)，逐步接觸到了Netty框架。這個(gè)過程中，基本解答了Netty是什么、為什么使用Netty等前置問題。給我們學(xué)習(xí)Netty提供了最原始的背景知識(shí)。

有了這些做基礎(chǔ)，下面我們可以開始慢慢去揭開Netty的神秘面紗了。

本文預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間約 5分鐘，將重點(diǎn)圍繞以下幾個(gè)問題展開：

• 如何用Netty編寫一個(gè)Server端服務(wù)Demo
• 從Demo看Netty的邏輯架構(gòu)，初識(shí)各個(gè)組件

1.編寫一個(gè)Server端Demo

1.1 基于主從Reactor模式的Demo實(shí)現(xiàn)

如果從來沒用過Netty，那么了解一下用Netty編寫的Server端Demo是必不可少的。

還記得我們上一篇說的 “主從Reactor模式” 嗎?可以構(gòu)建兩個(gè) Reactor，主 Reactor 單獨(dú)監(jiān)聽server socket，accept新連接，然后將建立的 SocketChannel 注冊給指定的從 Reactor，從Reactor再執(zhí)行事件的讀寫、分發(fā)，把業(yè)務(wù)處理就扔給worker線程池完成。

我們就按照這個(gè)模式，用Netty編寫一個(gè)服務(wù)端程序吧。

直接上代碼!

一個(gè)簡單的自定義ChannelHandler類，用來自定義業(yè)務(wù)處理邏輯：

一個(gè)包含Bootstrap的服務(wù)端啟動(dòng)類：

public class EchoServer { 
    private int port; 
 
    public EchoServer(int port) { 
        this.port = port; 
    } 
 
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
        new EchoServer(8833).start(); 
    } 
 
    public void start() throws Exception { 
        //1.Reactor模型的主、從多線程 
        EventLoopGroup mainGroup = new NioEventLoopGroup(); 
        EventLoopGroup childGroup = new NioEventLoopGroup(); 
 
        try { 
            //2.構(gòu)造引導(dǎo)器實(shí)例ServerBootstrap 
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap(); 
            b.group(mainGroup, childGroup) 
                    .channel(NioServerSocketChannel.class) //2.1 設(shè)置NIO的channel 
                    .localAddress(new InetSocketAddress(port)) //2.2 配置本地監(jiān)聽端口 
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { //2.3 初始化channel的時(shí)候，配置Handler 
                        @Override 
                        protected void initChannel(final SocketChannel socketChannel) { 
                            socketChannel.pipeline() 
                                    .addLast("codec", new HttpServerCodec()) 
                                    .addLast("compressor", new HttpContentCompressor()) 
                                    .addLast("aggregator", new HttpObjectAggregator(65536)) 
                                    .addLast("handler", new EchoServerHandler()); //2.4 加入自定義業(yè)務(wù)邏輯ChannelHandler 
                        } 
                    }); 
            ChannelFuture f = b.bind().sync(); //3.啟動(dòng)監(jiān)聽 
            System.out.println("Http Server started， Listening on " + port); 
            f.channel().closeFuture().sync(); 
        } finally { 
            mainGroup.shutdownGracefully().sync(); 
            childGroup.shutdownGracefully().sync(); 
        } 
    } 
} 

啟動(dòng)后，通過curl調(diào)用，得到響應(yīng)。

Demo完成了!

對(duì)于之前覺得用Java NIO包實(shí)現(xiàn)起來很復(fù)雜的的 “主從Reactor模式” ，用Netty簡簡單單就完成了。

只需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)EventLoopGroup，然后綁定到引導(dǎo)器ServerBootstrap上就好了.

mainGroup 是主 Reactor，childGroup 是從 Reactor。它們分別使用不同的 NioEventLoopGroup，主 Reactor 負(fù)責(zé)處理 Accept，然后把 Channel 注冊到從 Reactor 上，從 Reactor 主要負(fù)責(zé) Channel 生命周期內(nèi)的所有 I/O 事件。

1.2 Demo分析

從上面的Demo代碼可以看出，對(duì)于所有用Netty編寫的服務(wù)端程序，至少需要兩個(gè)部分：

• 至少一個(gè)ChannelHandler
• Bootstrapping

1)ChannelHandler

這個(gè)組件用來實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可能包括編解碼、自定義業(yè)務(wù)邏輯處理等等。

對(duì)于ChannelHandler來說，有非常多的實(shí)現(xiàn)。在Demo中我們簡單使用了幾個(gè)Netty自帶的Handler，包括HttpServerCodec、HttpContentCompressor、HttpObjectAggregator，也使用了一個(gè)自定義的EchoServerHandler。

可以看到，對(duì)于Handler的使用，是非常重要也是非常方便的一個(gè)環(huán)節(jié)。我們會(huì)在以后的文章中詳細(xì)展開。

2)Bootstrapping

啟動(dòng)代碼部分。用來配置服務(wù)端的啟動(dòng)參數(shù)，包括監(jiān)聽端口、服務(wù)端線程池配置、網(wǎng)絡(luò)連接屬性配置、ChannelHandler配置等等。

結(jié)合Demo來看，主要分為這幾個(gè)步驟：

• 創(chuàng)建一個(gè)ServerBootstrap實(shí)例，用來引導(dǎo)啟動(dòng)。
• 創(chuàng)建一個(gè)(當(dāng)我們使用主從Reactor模式時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè))NioEventLoopGroup實(shí)例來處理事件， 比如接受一個(gè)新的客戶端連接、讀寫數(shù)據(jù)等。
• 指定一個(gè)端口，用來作為服務(wù)端的監(jiān)聽端口。
• 使用一系列channelHandler來初始化每個(gè)Channel，包括自定義業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)的channelHandler。
• 調(diào)用ServerBootstrap.bind() 來真正觸發(fā)啟動(dòng)。

2. Netty的邏輯架構(gòu)

通過上面的Demo演示，我們對(duì) Netty 的使用已經(jīng)有了一個(gè)大概的印象。

下面，我們根據(jù)Demo中使用的幾個(gè)組件，一起梳理一下 Netty 的邏輯架構(gòu)。

結(jié)合我們的Demo和這個(gè)邏輯架構(gòu)圖，我們梳理下各個(gè)組件的流轉(zhuǎn)過程：

• 服務(wù)端利用ServerBootstrap進(jìn)行啟動(dòng)引導(dǎo)，綁定監(jiān)聽端口
• 啟動(dòng)初始化時(shí)有 main EventLoopGroup 和 child EventLoopGroup 兩個(gè)組件，其中 main EventLoopGroup負(fù)責(zé)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)連接事件。當(dāng)有新的網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，就將 Channel 注冊到 child EventLoopGroup。
• child EventLoopGroup 會(huì)被分配一個(gè) EventLoop 負(fù)責(zé)處理該 Channel 的讀寫事件。
• 當(dāng)客戶端發(fā)起 I/O 讀寫事件時(shí)，服務(wù)端 EventLoop 會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，然后通過 ChannelPipeline 依次有序觸發(fā)各種ChannelHandler進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
• 客戶端數(shù)據(jù)會(huì)被依次傳遞到 ChannelPipeline 的 ChannelInboundHandler 中，在一個(gè)handler中處理完后就會(huì)傳入下一個(gè)handler。
• 當(dāng)數(shù)據(jù)寫回客戶端時(shí)，會(huì)將處理結(jié)果依次傳遞到 ChannelPipeline 的 ChannelOutboundHandler 中，在一個(gè)handler中處理完后就會(huì)傳入下一個(gè)handler，最后返回客戶端。

以上便是 Netty 各個(gè)組件的邏輯架構(gòu)，我們暫時(shí)只需要了解個(gè)大致框架即可，后面我們會(huì)詳細(xì)介紹各個(gè)組件。

有幾個(gè)比較常見的問題在這里總結(jié)下：

1)什么是Channel

Channel 的字面意思是“通道”，它是網(wǎng)絡(luò)通信的載體，提供了基本的 API 用于網(wǎng)絡(luò) I/O 操作，如 register、bind、connect、read、write、flush 等。

Netty 實(shí)現(xiàn)的 Channel 是以 JDK NIO Channel 為基礎(chǔ)的，提供了更高層次的抽象，屏蔽了底層 Socket。

2)什么是ChannleHandler和ChannelPipeline

ChannelHandler實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可能包括編解碼、自定義業(yè)務(wù)邏輯處理等等。

ChannelPipeline 負(fù)責(zé)組裝各種 ChannelHandler，當(dāng) I/O 讀寫事件觸發(fā)時(shí)，ChannelPipeline 會(huì)依次調(diào)用 ChannelHandler 列表對(duì) Channel 的數(shù)據(jù)進(jìn)行攔截和處理。

3)什么是EventLoopGroup?

EventLoopGroup 本質(zhì)是一個(gè)線程池， 是 Netty Reactor 線程模型的具體實(shí)現(xiàn)方式，主要負(fù)責(zé)接收 I/O 請(qǐng)求，并分配線程執(zhí)行處理請(qǐng)求。我們在demo中使用了它的實(shí)現(xiàn)類 NioEventLoopGroup，也是 Netty 中最被推薦使用的線程模型。

我們還通過構(gòu)建main EventLoopGroup 和 child EventLoopGroup 實(shí)現(xiàn)了 “主從Reactor模式”。

4)EventLoopGroup、EventLoop、Channel有什么關(guān)系?

一個(gè) EventLoopGroup 往往包含一個(gè)或者多個(gè) EventLoop。

EventLoop 用于處理 Channel 生命周期內(nèi)的所有 I/O 事件，如 accept、connect、read、write 等 I/O 事件。

EventLoop 同一時(shí)間會(huì)與一個(gè)線程綁定，每個(gè) EventLoop 負(fù)責(zé)處理多個(gè) Channel。

參考書目：

《Netty in Action》