[转载] Netty教程

转载自http://blog.csdn.net/kobejayandy/article/details/11493717

先啰嗦两句，如果你还不知道Netty是做什么的能做什么。那可以先简单的搜索了解一下。我只能说Netty是一个NIO的框架，可以用于开发分布式的Java程序。具体能做什么，各位可以尽量发挥想象。技术，是服务于人而不是局限住人的。

如果你已经万事具备，那么我们先从一段代码开始。程序员们习惯的上手第一步，自然是"Hello world"，不过Netty官网的例子却偏偏抛弃了"Hello world"。那我们就自己写一个最简单的"Hello world"的例子，作为上手。

1. /**
2. * Netty 服务端代码
3. *
4. * @author lihzh
5. * @alia OneCoder
6. * @blog http://www.coderli.com
7. */
8. public class HelloServer {
9. public static void main(String args[]) {
10. // Server服务启动器
11. ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(
12. new NioServerSocketChannelFactory(
13. Executors.newCachedThreadPool(),
14. Executors.newCachedThreadPool()));
15. // 设置一个处理客户端消息和各种消息事件的类(Handler)
16. bootstrap
17. .setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
18. @Override
19. public ChannelPipeline getPipeline()
20. throws Exception {
21. return Channels
22. .pipeline(new HelloServerHandler());
23. }
24. });
25. // 开放8000端口供客户端访问。
26. bootstrap.bind(new InetSocketAddress(8000));
27. }
28. private static class HelloServerHandler extends
29. SimpleChannelHandler {
30. /**
31. * 当有客户端绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm server."
32. *
33. * @alia OneCoder
34. * @author lihzh
35. */
36. @Override
37. public void channelConnected(
38. ChannelHandlerContext ctx,
39. ChannelStateEvent e) {
40. System.out.println("Hello world, I'm server.");
41. }
42. }
43. }

1. /**
2. * Netty 客户端代码
3. *
4. * @author lihzh
5. * @alia OneCoder
6. * @blog http://www.coderli.com
7. */
8. public class HelloClient {
9. public static void main(String args[]) {
10. // Client服务启动器
11. ClientBootstrap bootstrap = new ClientBootstrap(
12. new NioClientSocketChannelFactory(
13. Executors.newCachedThreadPool(),
14. Executors.newCachedThreadPool()));
15. // 设置一个处理服务端消息和各种消息事件的类(Handler)
16. bootstrap.setPipelineFactory(new ChannelPipelineFactory() {
17. @Override
18. public ChannelPipeline getPipeline() throws Exception {
19. return Channels.pipeline(new HelloClientHandler());
20. }
21. });
22. // 连接到本地的8000端口的服务端
23. bootstrap.connect(new InetSocketAddress(
24. "127.0.0.1", 8000));
25. }
26. private static class HelloClientHandler extends SimpleChannelHandler {
27. /**
28. * 当绑定到服务端的时候触发，打印"Hello world, I'm client."
29. *
30. * @alia OneCoder
31. * @author lihzh
32. */
33. @Override
34. public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx,
35. ChannelStateEvent e) {
36. System.out.println("Hello world, I'm client.");
37. }
38. }
39. }

既然是分布式的，自然要分多个服务。Netty中，需要区分Server和Client服务。所有的Client都是绑定在Server上的，他们之间是不能通过Netty直接通信的。（自己采用的其他手段，不包括在内。）。白话一下这个通信过程，Server端开放端口，供Client连接，Client发起请求，连接到Server指定的端口，完成绑定。随后便可自由通信。其实就是普通Socket连接通信的过程。

Netty框架是基于事件机制的，简单说，就是发生什么事，就找相关处理方法。就跟着火了找119，抢劫了找110一个道理。所以，这里，我们处理的是当客户端和服务端完成连接以后的这个事件。什么时候完成的连接，Netty知道，他告诉我了，我就负责处理。这就是框架的作用。Netty，提供的事件还有很多，以后会慢慢的接触和介绍。

你应该已经可以上手了：）

"Hello World"的代码固然简单，不过其中的几个重要概念（类）和 Netty的工作原理还是需要简单明确一下，至少知道其是负责什。方便自己以后更灵活的使用和扩展。

 

声明，笔者一介码农，不会那么多专业的词汇和缩写，只能以最简单苍白的话来形容个人的感受和体会。如果您觉得这太不专业，笔者首先只能抱歉。然后，笔者曾转过《Netty代码分析》，您可参考。

• ChannelEvent

先说这个ChannelEvent，因为Netty是基于事件驱动的，就是我们上文提到的，发生什么事，就通知"有关部门"。所以，不难理解，我们自己的业务代码中，一定有跟这些事件相关的处理。在样例代码，我们处理的事件，就是channelConnected。以后，我们还会处理更多的事件。
 

• ChannelPipeline

Pipeline，翻译成中文的意思是：管道，传输途径。也就是说，在这里他是控制ChannelEvent事件分发和传递的。事件在管道中流转，第一站到哪，第二站到哪，到哪是终点，就是用这个ChannelPipeline 处理的。比如：开发事件。先给A设计，然后给B开发。一个流转图，希望能给你更直观的感觉。

• ChannelHandler

刚说Pipeline负责把事件分发到相应的站点，那个这个站点在Netty里，就是指ChannelHandler。事件到了ChannelHandler这里，就要被具体的进行处理了，我们的样例代码里，实现的就是这样一个处理事件的“站点”，也就是说，你自己的业务逻辑一般都是从这里开始的。

• Channel

有了个部门的协调处理，我们还需要一个从整体把握形势的，所谓“大局观”的部门，channel。

channel，能够告诉你当前通道的状态，是连同还是关闭。获取通道相关的配置信息。得到Pipeline等。是一些全局的信息。Channel自然是由ChannelFactory产生的。Channel的实现类型，决定了你这个通道是同步的还是异步的(nio)。例如，我们样例里用的是NioServerSocketChannel。

这些基本的概念，你懂了吧。

说了这么多废话，才提到对象的传输，不知道您是不是已经不耐烦了。一个系统内部的消息传递，没有对象传递是不太现实的。下面就来说说，怎么传递对象。

如果，您看过前面的介绍，如果您善于专注本质，勤于思考。您应该也会想到，我们说过，Netty的消息传递都是基于流，通过ChannelBuffer传递的，那么自然，Object也需要转换成ChannelBuffer来传递。好在Netty本身已经给我们写好了这样的转换工具。 ObjectEncoder和ObjectDecoder。

工具怎么用？再一次说说所谓的本质，我们之前也说过，Netty给我们处理自己业务的空间是在灵活的可子定义的Handler上的，也就是说，如果我们自己去做这个转换工作，那么也应该在Handler里去做。而Netty，提供给我们的ObjectEncoder和Decoder也恰恰是一组 Handler。于是，修改Server和Client的启动代码：

 

 

服务端

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// 设置一个处理客户端消息和各种消息事件的类(Handler) bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {     @Override     publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {         returnChannels.pipeline(         newObjectDecoder(ClassResolvers.cacheDisabled(this                 .getClass().getClassLoader())),         newObjectServerHandler());     } });

客户端

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// 设置一个处理服务端消息和各种消息事件的类(Handler) bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {     @Override     publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {         returnChannels.pipeline(newObjectEncoder(),                 newObjectClientHandler());     } });

要传递对象，自然要有一个被传递模型，一个简单的Pojo，当然，实现序列化接口是必须的。

?

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/**  * @author lihzh  * @alia OneCoder  * @bloghttp://www.coderli.com  */ public class Command implementsSerializable {       privatestaticfinal long serialVersionUID = 7590999461767050471L;       privateString actionName;       publicString getActionName() {         returnactionName;     }       publicvoidsetActionName(String actionName) {         this.actionName = actionName;     } }

服务端和客户端里，我们自定义的Handler实现如下：

 

ObjectServerHandler .java

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/**  * 对象传递服务端代码  *  * @author lihzh  * @alia OneCoder  * @bloghttp://www.coderli.com  */ public class ObjectServerHandler extendsSimpleChannelHandler {       /**      * 当接受到消息的时候触发      */     @Override     publicvoidmessageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e)             throwsException {         Command command = (Command) e.getMessage();         // 打印看看是不是我们刚才传过来的那个         System.out.println(command.getActionName());     } }

ObjectClientHandler .java

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/**  * 对象传递，客户端代码  *  * @author lihzh  * @alia OneCoder  * @bloghttp://www.coderli.com  */ public class ObjectClientHandler extendsSimpleChannelHandler {       /**      * 当绑定到服务端的时候触发，给服务端发消息。      *      * @author lihzh      * @alia OneCoder      */     @Override     publicvoidchannelConnected(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e) {         // 向服务端发送Object信息         sendObject(e.getChannel());     }       /**      * 发送Object      *      * @param channel      * @author lihzh      * @alia OneCoder      */     privatevoidsendObject(Channel channel) {         Command command =newCommand();         command.setActionName("Hello action.");         channel.write(command);     }   }

启动后，服务端正常打印结果：Hello action.

简单梳理一下思路：

通过Netty传递，都需要基于流，以ChannelBuffer的形式传递。所以，Object -> ChannelBuffer.
Netty提供了转换工具，需要我们配置到Handler。
样例从客户端 -> 服务端，单向发消息，所以在客户端配置了编码，服务端解码。如果双向收发，则需要全部配置Encoder和Decoder。
这里需要注意，注册到Server的Handler是有顺序的，如果你颠倒一下注册顺序：

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bootstrap.setPipelineFactory(newChannelPipelineFactory() {     @Override     publicChannelPipeline getPipeline()throwsException {         returnChannels.pipeline(newObjectServerHandler(),                 newObjectDecoder(ClassResolvers.cacheDisabled(this                         .getClass().getClassLoader()))                 );     } });

结果就是，会先进入我们自己的业务，再进行解码。这自然是不行的，会强转失败。至此，你应该会用Netty传递对象了吧。

有一段事件没有更新文章了，各种原因都有吧。搬家的琐事，搬家后的安逸呵呵。不过，OneCoder明白，绝不能放松。对于Netty的学习，也该稍微深入一点了。

所以，这次OneCoder花了几天时间，仔细梳理了一下Netty的源码，总结了一下ServerBootStrap的启动和任务处理流程，基本涵盖了Netty的关键架构。

 

OneCoder总结了一张流程图：

 

 

该图是OneCoder通过阅读Netty源码，逐渐记录下来的。基本可以说明Netty服务的启动流程。这里在具体讲解一下。

 

首先说明，我们这次顺利的流程是基于NioSocketServer的。也就是基于Java NIO Selector的实现方式。在第六讲《Java NIO框架Netty教程(六)-Java NIO Selector模式》中，我们已经知道使用Selector的几个关键点，所以这里我们也重点关注一下，这些点在Netty中是如何使用的。

 

很多看过Netty源码的人都说Netty源码写的很漂亮。可漂亮在哪呢？Netty通过一个ChannelFactory决定了你当前使用的协议类型 (Nio/oio等)，比如，OneCoder这里使用的是NioServerSocket，那么需要声明的Factory即为 NioServerSocketChannelFactory，声明了这个Factory，就决定了你使用的Channel，pipeline以及 pipeline中，具体处理业务的sink的类型。这种使用方式十分简洁的，学习曲线很低，切换实现十分容易。

 

Netty采用的是基于事件的管道式架构设计，事件(Event)在管道(Pipeline)中流转，交由(通过pipelinesink)相应的处理器(Handler)。这些关键元素类型的匹配都是由开始声明的ChannelFactory决定的。

 

Netty框架内部的业务也遵循这个流程，Server端绑定端口的binder其实也是一个Handler，在构造完Binder后，便要声明一个 Pipeline管道，并赋给新建一个Channel。Netty在newChannel的过程中，相应调用了Java中的 ServerSocketChannel.open方法，打开一个channel。然后触发fireChannelOpen事件。这个事件的接受是可以复写的。Binder自身接收了这个事件。在事件的处理中，继续向下完成具体的端口的绑定。对应Selector中的 socketChannel.socket().bind()。然后触发fireChannelBound事件。默认情况下，该事件无人接受，继续向下开始构造Boss线程池。我们知道在Netty中Boss线程池是用来接受和分发请求的核心线程池。所以在channel绑定后，必然要启动Boss线城池，随时准备接受client发来的请求。在Boss构造函数中，第一次注册了selector感兴趣的事件类型,SelectionKey.OP_ACCEPT。至此，在第六讲中介绍的使用Selector的几个关键步骤都体现在Netty中了。在Boss中回启动一个死循环来查询是否有感兴趣的事件发生，对于第一次的客户端的注册事件，Boss会将Channel注册给worker保存。

 

这里补充一下，也是图中忽略的部分，就是关于worker线程池的初始化时机问题。worker池的构造，在最开始构造ChannelFactory的时候就已经准备好了。在NioServerSocketChannelFactory的构造函数里，会new一个NioWorkerPool。在 NioWorkerPool的基类AbstractNioWorkerPool的构造函数中，会调用OpenSelector方法，其中也打开了一个 selector，并且启动了worker线程池。

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private void openSelector() {         try {             selector = Selector.open();         } catch (Throwable t) {             throw new ChannelException("Failed to create a selector.", t);         }           // Start the worker thread with the new Selector.         boolean success = false;         try {             DeadLockProofWorker.start(executor, new ThreadRenamingRunnable(this, "New I/O  worker #" + id));             success = true;         } finally {             if (!success) {                 // Release the Selector if the execution fails.                 try {                     selector.close();                 } catch (Throwable t) {                     logger.warn("Failed to close a selector.", t);                 }                 selector = null;                 // The method will return to the caller at this point.             }         }         assert selector != null && selector.isOpen();     }

至此，会分线程启动AbstractNioWorker中run逻辑。同样是循环处理任务队列。

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processRegisterTaskQueue(); processEventQueue(); processWriteTaskQueue(); processSelectedKeys(selector.selectedKeys());

 

这样，设计使事件的接收和处理模块完全解耦。

由此可见，如果你想从nio切换到oio，只需要构造不同的ChannelFacotry即可。果然简洁优雅。