【原创】NIO框架入门(一)：服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示

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申明：本文由作者基于日常实践整理，希望对初次接触MINA、Netty的人有所启发。如需与作者交流，见文签名，互相学习。

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前言

NIO框架的流行，使得开发大并发、高性能的互联网服务端成为可能。这其中最流行的无非就是MINA和Netty了，MINA目前的主要版本是MINA2、而Netty的主要版本是Netty3和Netty4（Netty5已经被取消开发了：详见此文）。

本文将演示的是一个基于Netty4的UDP服务端和一个标准UDP客户端（Java实现）双向通信的完整例子。实际上，Netty4的UDP例子非常难找（恕我愚钝，找遍全网也没有有价值的代码，有也是Netty3，而Netty3和Netty4的风格差的不是一点点，参考意义不大），官方的代码演示里只有一个简单的UDP广播例子，不足以用于演示Netty4的UDP通信最佳实践。

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《NIO框架入门》系列文章目录

有关MINA和Netty的入门文章很多，但多数都是复制、粘贴的未经证实的来路不明内容，对于初次接触的人来说，一个可以运行且编码规范的Demo，显然要比各种“详解”、“深入分析”之类的要来的直接和有意义。本系列入门文章正是基于此种考虑而写，虽无精深内容，但至少希望对初次接触MINA、Netty的人有所启发，起到抛砖引玉的作用。

本文是《NIO框架入门》系列文章中的第 4 篇，目录如下：

• 《NIO框架入门(一)：服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示》（本文）
• 《NIO框架入门(二)：服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示》
• 《NIO框架入门(三)：iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战》
• 《NIO框架入门(四)：Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战》

本文亮点

[1] Netty4的UDP例子太难找：

Netty4的完整双向UDP通信例子很难找（官方没有），本文就是要用代码来演示这个；

[2] 本例中客户端UDP实现无需第3方依赖：

通常MINA或Netty的例子里，客户端也都是用的MINA或Netty的客户端lib，本文将直接使用标准UDP代码（便于跨平台实现，比如iOS平台），不依赖于第3方包；

[3] 完整可执行源码、方便学习：

完整的Demo源码，适合新手直接运行，便于学习和研究。

题外话

社区里经常在争论到底该用MINA还是Netty，比如这几篇文章：《开源NIO框架八卦——到底是先有MINA还是先有Netty?》、《有关“为何选择Netty”的11个疑问及解答》、《选Netty还是Mina：深入研究与对比（一）》，哈哈这确实挺难抉择的。不过，个人观点是，对那个熟悉就用哪个吧，没什么好纠结的，必竟二者并比本质区别，也都是出自同一作者之手。

写个什么样的Demo？

言归正传，本文要演示的Demo包含两部分，Java UDP客户端和Netty4 UDP服务端，客户端将每隔3秒向服务端发送一条消息，而服务端在收到消息后马上回复一条消息给客户端。

也就是说，服务端和客户端都要实现消息的发送和接收，这也就实现了双向通信。如果有心的话，稍加改造，也就很容易实现一个简陋的聊天程序了。下节将将给出真正的实现代码。

Netty4 服务端准备工作

[1] 第一步：下载Netty4

Netty4的官方网站是：http://netty.io/，直接下最新的Netty 4.1吧，如下图：

[2] 第二步：找到Netty4的核心库文件

直接用这个all in one的jar包吧，反正用在服务端，2M大小的东西无所谓，方便管理，见下图：

[3] 第三步：建好Java工程准备准备开撸

个人习惯用Eclipse，你用NetBeans或InteliJ也都没问题，具体建立过程不熟练的衣自行百度吧，唯一注意的是把Netty4的lib包引用进来就行了，我的见下图：

服务端代码

[1] 服务端主类 EchoServer.java

 public class EchoServer
 {
         public static void main(String[] args) throws InterruptedException
         {
                 Bootstrap b = new Bootstrap();
                 EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
                 b.group(group)
                         .channel(NioDatagramChannel.class)
                         .handler(new EchoSeverHandler());
                  
                 // 服务端监听在9999端口
                 b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await();
         }
 }

如上述代码所示：不得不说，Netty4的UDP服务端代码实现起来确实很简单，一个 Bootstrap、一个 EventLoopGroup、外加一个SimpleChannelInboundHandler，就这么被Netty4轻松搞定（准确地说Netty4是在Java NIO上的封装而已，但最终API对开发者来说确实很友好）。

吐个槽：话说Netty4的代码跟MINA相比，风格确实大不相同，虽说两者有很深的源源，但经过Netty3、Netty4的进化，两者的差异（至少代码看起来是这样）还是很明显的。另外，b.bind(9999).sync().channel().closeFuture().await() 这一大串的连续方法调用，看起来很诡异，不小心调错的话，服务器会不会爆炸？

[2] 服务端Handler类 EchoSeverHandler.java

 public class EchoSeverHandler extends SimpleChannelInboundHandler<DatagramPacket>
 {
         @Override
         protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, DatagramPacket packet)
                         throws Exception
         {
                 // 读取收到的数据
                 ByteBuf buf = (ByteBuf) packet.copy().content();
                 byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
                 buf.readBytes(req);
                 String body = new String(req, CharsetUtil.UTF_8);
                 System.out.println("【NOTE】>>>>>> 收到客户端的数据："+body);
                  
                 // 回复一条信息给客户端
                 ctx.writeAndFlush(new DatagramPacket(
                 Unpooled.copiedBuffer("Hello，我是Server，我的时间戳是"+System.currentTimeMillis()
                                 , CharsetUtil.UTF_8)
                                 , packet.sender())).sync();
         }
 }

如上所示，这个Handler看起来比MINA的类似实现，要简洁不少。

客户端代码

为了让客户端代码看起来更简洁，我把Socket管理代码提炼到 LocalUDPSocketProvider类、把UDP数据监听和接收提炼到了 LocalUDPDataReciever类（实际上这两个同名类是简化自MobileIMSDK工程哦）。

[1] 客户端主类 EchoClient.java

public class EchoClient
{
        public static void main(String[] args) throws Exception
        {
                // 初始化本地UDP的Socket
                LocalUDPSocketProvider.getInstance().initSocket();
                // 启动本地UDP监听（接收数据用的）
                LocalUDPDataReciever.getInstance().startup();
                 
                // 循环发送数据给服务端
                while(true)
                {
                        // 要发送的数据
                        String toServer = "Hi，我是客户端，我的时间戳"+System.currentTimeMillis();
                        byte[] soServerBytes = toServer.getBytes("UTF-8");
                         
                        // 开始发送
                        boolean ok = UDPUtils.send(soServerBytes, soServerBytes.length);
                        if(ok)
                                Log.d("EchoClient", "发往服务端的信息已送出.");
                        else
                                Log.e("EchoClient", "发往服务端的信息没有成功发出！！！");
                         
                        // 3000秒后进入下一次循环
                        Thread.sleep(3000);
                }
        }
}

补充说明：客户端代码没有使用任何依赖，纯Java UDP代码实现（如果是Andriod平台，代码也几乎不用改就能用），部分代码修改自 开源即时通讯框架 MobileIMSDK（去掉了很多保证健壮性代码，现在看起来要简洁的多，便于初学者学习）。

[2] Socket操作类 LocalUDPSocketProvider.java

 public class LocalUDPSocketProvider
 {
         private static final String TAG = LocalUDPSocketProvider.class.getSimpleName();
         private static LocalUDPSocketProvider instance = null;
         private DatagramSocket localUDPSocket = null;
  
         public static LocalUDPSocketProvider getInstance()
         {
                 if (instance == null)
                         instance = new LocalUDPSocketProvider();
                 return instance;
         }
          
         public void initSocket()
         {
                 try
                 {
                         // UDP本地监听端口（如果为0将表示由系统分配，否则使用指定端口）
                         this.localUDPSocket = new DatagramSocket(ConfigEntity.localUDPPort);
                         // 调用connect之后，每次send时DatagramPacket就不需要设计目标主机的ip和port了
                         // * 注意：connect方法一定要在DatagramSocket.receive()方法之前调用，
                         // * 不然整send数据将会被错误地阻塞。这或许是官方API的bug，也或许是调
                         // * 用规范就应该这样，但没有找到官方明确的说明
                         this.localUDPSocket.connect(
                                         InetAddress.getByName(ConfigEntity.serverIP), ConfigEntity.serverUDPPort);
                         this.localUDPSocket.setReuseAddress(true);
                         Log.d(TAG, "new DatagramSocket()已成功完成.");
                 }
                 catch (Exception e)
                 {
                         Log.w(TAG, "localUDPSocket创建时出错，原因是：" + e.getMessage(), e);
                 }
         }
  
         public DatagramSocket getLocalUDPSocket()
         {
                 return this.localUDPSocket;
         }
 }

[3] 数据接收类 LocalUDPDataReciever.java

 public class LocalUDPDataReciever
 {
         private static final String TAG = LocalUDPDataReciever.class.getSimpleName();
         private static LocalUDPDataReciever instance = null;
         private Thread thread = null;
  
         public static LocalUDPDataReciever getInstance()
         {
                 if (instance == null)
                         instance = new LocalUDPDataReciever();
                 return instance;
         }
  
         public void startup()
         {
                 this.thread = new Thread(new Runnable()
                 {
                         public void run()
                         {
                                 try
                                 {
                                         Log.d(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP端口侦听中，端口=" + ConfigEntity.localUDPPort + "...");
  
                                         //开始侦听
                                         LocalUDPDataReciever.this.udpListeningImpl();
                                 }
                                 catch (Exception eee)
                                 {
                                         Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "本地UDP监听停止了(socket被关闭了?)," + eee.getMessage(), eee);
                                 }
                         }
                 });
                 this.thread.start();
         }
  
         private void udpListeningImpl() throws Exception
         {
                 while (true)
                 {
                         byte[] data = new byte[1024];
                         // 接收数据报的包
                         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length);
  
                         DatagramSocket localUDPSocket = LocalUDPSocketProvider.getInstance().getLocalUDPSocket();
                         if ((localUDPSocket == null) || (localUDPSocket.isClosed()))
                                 continue;
                          
                         // 阻塞直到收到数据
                         localUDPSocket.receive(packet);
                          
                         // 解析服务端发过来的数据
                         String pFromServer = new String(packet.getData(), 0 , packet.getLength(), "UTF-8");
                         Log.w(LocalUDPDataReciever.TAG, "【NOTE】>>>>>> 收到服务端的消息："+pFromServer);
                 }
         }
 }

运行效果

客户端运行结果：

服务端运行结果：

补充说明

客户端代码没什么特别，就是标准的Java UDP代码，看起来跟其它例子不一样的原因只是我把它提炼了一下，没本质区别。同样的代码改改也可以很好的用在Android端。实际上，上面的客户端代码就是从开源 MobileIMSDK 的Java端扒出来的，有兴趣的也可以看看它的Android端、Server端、iOS端，简化一下可以用作你自已的各种用途。

更多学习资源

[1] MINA和Netty的源码在线学习和查阅：
MINA-2.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina2/
MINA-1.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/mina1/
Netty-4.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty4/
Netty-3.x地址是：http://docs.52im.net/extend/docs/src/netty3/

[2] MINA和Netty的API文档在线查阅：
MINA-2.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina2/
MINA-1.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/mina1/
Netty-4.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty4/
Netty-3.x API文档(在线版)：http://docs.52im.net/extend/docs/api/netty3/

[3] 更多有关NIO编程的资料：
请进入精华资料专辑：http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&action=view&ctid=9

[4] 有关IM聊天应用、消息推送技术的资料：
请进入精华资料专辑：http://www.52im.net/forum.php?mod=collection&op=all

[5] 技术交流和学习：
可直接进入 即时通讯开发者社区 讨论和学习网络编程、IM聊天应用、消息推送应用的开发。

完整源码工程下载

博客园上不知如何上传附件，如需完整Eclipse源码工程请联系作者，或者进入链接 http://www.52im.net/thread-367-1-1.html 自行下载。

完整源码工程截图如下：

(本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-367-1-1.html)