VAQ的博客

Netty

2020/10/1 tag1

# Netty的特点

Netty是一个基于NIO框架，异步、事件驱动的网络通信框架，它大大简化了TCP、UDP服务器的网路编程。

  • 高并发：基于NIO(NonBlocking I/O,非阻塞IO)
  • 传输快：具有零拷贝特性，减少了不必要的内存拷贝，传输更快
  • 封装好：封装了NIO操作的很多细节，提供了易于使用的调用接口
  • 功能强大：预置了多种编解码功能，支持多种主流协议

# Netty的流程

  1. 创建客户端和服务器的启动类对象BootStrap和ServerBootStrap
  2. 创建多线程事件循环器，bossGroup线程和workerGroup线程，并将两个线程关联起来。bossGroup线程用于创建、连接、绑定socket，然后把这些socket传给workerGroup线程池。ServerBootStrap监听的一个端口对应一个bossGroup线程。
  3. 指定Channel的类型为NIOServerSocketChannel
  4. 指定ChannelHandler，通过匿名内部类ChannelInitializer类，重写initChannel方法，来配置ChannelHandler，并提供一个ChannelPipeline把ChannelHandler加入到ChannelPipeline中。
  5. 异步阻塞方式绑定服务器端口，并启动去接收进来的连接。
  6. 关闭启动类对象（调用shutdownGracefully()方法会在线程执行完毕后再退出）。

# Netty的零拷贝

包含三个方面：

  1. Netty发送和接收ByteBuffer采用直接缓冲器(Direct Buffers)，使用堆外直接内存进行socket读写，省去了传统方法中堆内存(Heap Buffers)拷贝数据到直接内存这个步骤。
  2. Netty采用了组合Buffer对象，可以聚合多个ByteBuffer对象，可以像操作一个Buffer对象一样对组合Buffer进行操作，避免了传统的通过内存拷贝的方式将多个Buffer组合成一个Buffer
  3. Netty的文件传输采用了transferTo方法，可以直接将文件缓冲区的数据发给目标channel，避免了循环write的方式导致内存拷贝问题

# Netty和Tomcat的区别

Tomcat是基于http协议的，而Netty可以自己解码编码字节流，自定义各种协议。

# Netty的重要知识

# Channel

传入和传出数据的通道，可打开和关闭

# EventLoop

处理IO操作的多线程事件循环器，将每个Channel注册到一个EventLoop中

# ChannelPipeline

是Channel的数据管道，也保存了与Channel相关的ChannelHandler，可动态修改，有丰富的API以响应入站和出站（客户端-->服务器）事件

# ChannelHandler

处理入站和出站数据的容器，分为ChannelInboundHandler输入业务处理和ChannelOutboundHandler输出业务处理；ChannelHandler被添加到ChannelPileline时，会被分配一个ChannelHandlerContext。

# ChannelHandlerContext

代表了ChannelHandler和ChannelPileline之间的绑定，可以获取底层的Channel，但主要是用于写出站数据

# ChannelFuture

异步操作结果，其addListener()方法注册了一个ChannelFutureListener，以便在某个操作完成（无论是否成功）时得到通知。

# 回调

当一个新的连接已经被建立时，ChannelHandler 的 channelActive(ChannelHandlerContext ctx)回调方法将会被调用。

# ChannelRead(ChannelHandlerContext ctx，Object msg)

服务端每当从客户端收到新的数据时，被调用。

# Encoder ，将Message-->Byte

Encoder最重要的实现类是MessageToByteEncoder<T>，这个类的作用就是将消息实体T从对象转换成byte，写入到ByteBuf，然后再丢给剩下的ChannelOutboundHandler传给客户端

# Decoder ，将Byte-->Message

在服务端接收到数据时，将字节流转换为实体对象Message，但是和Encoder处理逻辑不一样，数据传到服务端有可能不是一次请求就能完成的，中间可能需要经过几次数据传输，并且每次传输多少数据也是不确定的，有两个重要方法，decode和decodeLast，默认是调用decode，decodeLast是只有在channel生命周期结束之前会调用一次

# Netty两种发送消息的方式

  1. 直接写入到Channel；消息会从ChannelPipeline的尾端开始流动。
  2. 写入与ChannelHandler的相关联的ChannelHandlerContext对象中；消息会从ChannelPileline中的下一个ChannelHandler中开始流动。

# 备注

netty5.0之后channelRead0已经改名为messageReceived netty5版本bug多，已不维护，建议用用4.1版本

Last Updated: 4/4/2024