Netty核心模块

PPG007 ... 2021-12-30 About 4 min

# Netty核心模块

# Bootstrap、ServerBootstrap

Bootstrap 是客户端的启动引导类,ServerBootstrap 是服务端的启动引导类。

常用方法:

group(bossGroup,workerGroup)//用于服务端指定两个EventLoopGroup
group(eventGroup)//用于客户端设置一个EventLoopGroup
channel(NioServerSocketChannel.class)//用于服务端指定服务端channel或客户端指定客户端channel类型
option(ChannelOption.SO_BACKLOG,128)//给自己的channel添加配置
childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE,true)//给接收到的channel添加配置
childHandler()//添加自定义handler
serverBootstrap.bind()//用于服务端,绑定监听端口号
bootstrap.connect()//用于客户端连接服务端
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# Future、ChannelFuture

Netty 中 I/O 操作都是异步的,不能立刻得知消息是否正确处理,通过 Future、ChannelFuture 注册监听回调获取执行结果。

# Channel

支持关联 I/O 操作与对应的处理程序。

不同协议、不同的阻塞类型的连接都有不同的 Channel 与之对应,常用的 Channel 类型:

  • NioSocketChannel:异步的客户端 TCP Socket 连接。
  • NioServerSocketChannel:异步的服务端 TCP Socket 连接。
  • NioDatagramChannel:异步的 UDP 连接。
  • NioSctpChannel:异步的客户端 Sctp 连接。
  • NioSctpServerChannel:异步的服务端 Sctp 连接。

# Selector

Netty 基于 Selector 对象实现 I/O 多路复用,通过 Selector 一个线程可以监听多个连接的 Channel 事件。

当向一个 Selector 中注册 Channel 后,Selector 内部的机制就可以自动不断地查询(Select)这些注册的 Channel 是否有已就绪的 I/O 事件(例如可读,可写,网络连接完成等),这样程序就可以很简单地使用一个线程高效地管理多个 Channel。

# ChannelHandler 及其实现类

ChannelHandler 是一个接口,处理 I/О 事件或拦截 I/O 操作,并将其转发到其 ChannelPipeline(业务处理链)中的下一个处理程序。

ChannelHandler 本身并没有提供很多方法,因为这个接口有许多的方法需要实现,方便使用期间,可以继承它的子类。

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  • ChannelInboundHandler:处理入站 I/O 事件。
  • ChannelOutboundHandler:处理出站 I/O 操作。
  • ChannelInboundHandlerAdapter:处理入站 I/O 事件。
  • ChannelOutboundHandlerAdapter:处理出站 I/O 操作。
  • ChannelDuplexHandler:用于处理入站和出站事件。

# Pipeline 和 ChannelPipeline

ChannelPipeline 是一个 Handler 的集合,它负责处理和拦截 inbound 或者 outbound 的事件和操作,相当于一个贯穿 Netty 的链(也可以这样理解:ChannelPipeline 是保存 ChannelHandler 的 List,用于处理或拦截 Channel 的入站事件和出站操作)。

ChannelPipeline 实现了一种高级形式的拦截过滤器模式,使用户可以完全控制事件的处理方式,以及 Channel 中各个的 ChannelHandler 如何相互交互。

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一个 Channel 包含了一个ChannelPipeline,而 ChannelPipeline 中又维护了一个由 ChannelHandlerContext 组成的双向链表,并且每个 channelHandlerContext 中又关联着一个 channelHandler 入站事件和出站事件在一个双向链表中,入站事件会从链表 head 往后传递到最后一个入站的 handler,出站事件会从链表 tail 往前传递到最前一个出站的 handler,两种类型的 handler 互不干扰。

# ChannelHandlerContext

保存 Channel 相关所有上下文信息,同时关联一个 ChannelHandler 对象。

即 ChannelHandlerContext 中包含了一个具体的事件处理器 ChannelHandler 同时 ChannelHandlerContext 中也绑定了对应的 pipeline 和 Channel 信息。

# ChannelOption

SO_BACKLOG:

对应 TCP/IP 协议 listen 函数中的 backlog 参数,用来初始化服务器可连接队列大小,多个请求到来时,服务端一次处理一个,把暂时没处理的放入队列。

SO_KEETALIVE:

一直保持连接活动状态,布尔值。

# EventLoopGroup 及其实现类 NioEventLoopGroup

EventLoopGroup 是一组 EventLoop 的抽象,Netty 为了更好的利用多核 CPU 资源一般会有多个 EventLoop 同时工作,每个 EventLoop 维护着一个 Selector 实例。

EventLoopGroup 提供 next 接口,可以从组里面按照一定规则获取其中一个 EventLoop 来处理任务。在 Netty 服务器端编程中,我们一般都需要提供两个 EventLoopGroup,例如: BossEventLoopGroup 和 WorkerEventLoopGroup。

通常一个服务端口即一个 ServerSocketChannel 对应一个 Selector 和一个 EventLoop 线程。 BossEventLoop 负责接收客户端的连接并将 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup 来进行 I/O 处理。

BossEventLoopGroup 通常是一个单线程的 EventLoop, EventLoop 维护着一个注册了 ServerSocketChannel 的 Selector 实例 BossEventLoop 不断轮询 Selector 将连接事件分离出来。

通常是 OP_ACCEPT 事件,然后将接收到的 SocketChannel 交给 WorkerEventLoopGroup。

WorkerGroup 会由 next 选择其中一个 EventLoop 来将这个 SocketChannel 注册到其维护的 Selector 并对其后续的 I/O 事件进行处理。

# Unpooled 类

Netty 提供的一个专门用来操作缓冲区的工具类,用来将字符串、整数等值转化为 Netty 中的 ByteBuf

Last update: August 15, 2022 09:32
Contributors: Koston Zhuang , PPG007