6.高性能NIO框架netty

1.Netty简介：

　　Netty是基于Java NIO的网络应用框架

　　Netty是一个NIO client-server(客户端服务器)框架，使用Netty可以快速开发网络应用，例如服务器和客户端协议。Netty

提供了一种新的方式来开发网络应用程序，这种新的方式使得它很容易使用和有很强的扩展性。Netty的内部实现是很复杂的

但是Netty提供了简单易用的api从网络处理代码中解耦业务逻辑。Netty是完全基于NIO实现的，所以整个Netty都是异步的，

网络应用程序通常需要有较高的可扩展性，无论是Netty还是其他的基于Java NIO的框架，都会提供可扩展性的解决方案。

Netty中一个关键组成部分是它的异步特性.

2.Netty通信的步骤：　

　　①创建两个NIO线程组，一个专门用于网络事件处理（接受客户端的连接），另一个则进行网络通信的读写。

　　②创建一个ServerBootstrap对象，配置Netty的一系列参数，例如接受传出数据的缓存大小等。

　　③创建一个用于实际处理数据的类ChannelInitializer，进行初始化的准备工作，比如设置接受传出数据的字符集、格式

以及实际处理数据的接口。

　　④绑定端口，执行同步阻塞方法等待服务器端启动即可

参考：Netty官方翻译文档

3.Netty代码示例1：　

1.客户端及其处理类

import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;

import java.net.InetSocketAddress;

import cn.itcast_03_netty.sendobject.coder.PersonEncoder;
/**
 * • 连接服务器 • 写数据到服务器 • 等待接受服务器返回相同的数据 • 关闭连接
 * @author wilson
 */
public class EchoClient {
    private final String host;
    private final int port;
    public EchoClient(String host, int port) {
        this.host = host;
        this.port = port;
    }

    public void start() throws Exception {
        //NioEventLoopGroup 是用来处理I/O操作的多线程事件循环器
        EventLoopGroup nioEventLoopGroup = null;
        try {
            // 客户端引导类
            Bootstrap bootstrap = new Bootstrap();
            // EventLoopGroup可以理解为是一个线程池，这个线程池用来处理连接、接受数据、发送数据
            nioEventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
            //注册线程组
            bootstrap.group(nioEventLoopGroup)//多线程处理
                    .channel(NioSocketChannel.class)//指定通道类型为NioServerSocketChannel，一种异步模式，OIO阻塞模式为OioServerSocketChannel
                    .remoteAddress(new InetSocketAddress(host, port))//注册远程地址
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//业务处理类：Netty框架嵌入业务逻辑的地方
                                @Override
                                protected void initChannel(SocketChannel ch)
                                        throws Exception {
                                    ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());//注册handler处理类：EchoClientHandler
                                }
                            });
            // 链接服务器，一直等待连接成功
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect().sync();
            //等待获取数据，最后关闭EventLoopGroup来释放资源
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            nioEventLoopGroup.shutdownGracefully().sync();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new EchoClient("localhost", 20000).start();
    }
}

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
//业务处理类
public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    // 客户端连接服务器后被调用
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("客户端连接服务器，开始发送数据……");
        byte[] req = "QUERY TIME ORDER".getBytes();//消息
        //使用io.netty.buffer工具类将数据写入buffer
        ByteBuf firstMessage = Unpooled.buffer(req.length);//发送类
        firstMessage.writeBytes(req);//发送
        ctx.writeAndFlush(firstMessage);//flush
    }

    // 从服务器接收到数据后调用
    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg)
            throws Exception {
        System.out.println("client 读取server数据..");
        // 服务端返回消息后
        ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
        byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(req);
        String body = new String(req, "UTF-8");
        System.out.println("服务端数据为 :" + body);
    }

    // 发生异常时被调用
    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
            throws Exception {
        System.out.println("client exceptionCaught..");
        // 释放资源
        ctx.close();
    }
}

2.服务端及其处理类

package cn.itcast_03_netty.sendstring.server;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
/**
 * • 配置服务器功能，如线程、端口 • 实现服务器处理程序，它包含业务逻辑，决定当有一个请求连接或接收数据时该做什么
 * @author wilson
 */
public class EchoServer {
    private final int port;
    public EchoServer(int port) {
        this.port = port;
    }
    public void start() throws Exception {
        EventLoopGroup eventLoopGroup = null;
        try {
            //server端引导类
            ServerBootstrap serverBootstrap = new ServerBootstrap();
            //连接池处理数据
            eventLoopGroup = new NioEventLoopGroup();
            //装配Bootstrap
            serverBootstrap.group(eventLoopGroup)
            .channel(NioServerSocketChannel.class)//指定通道类型为NioServerSocketChannel，一种异步模式，OIO阻塞模式为OioServerSocketChannel
            .localAddress("localhost",port)//设置InetSocketAddress让服务器监听某个端口已等待客户端连接。
            .childHandler(new ChannelInitializer<Channel>() {//设置childHandler执行所有的连接请求
                @Override
                protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());//注册handler
                }
                    });
            // 最后绑定服务器等待直到绑定完成，调用sync()方法会阻塞直到服务器完成绑定,然后服务器等待通道关闭，因为使用sync()，所以关闭操作也会被阻塞。
            ChannelFuture channelFuture = serverBootstrap.bind().sync();
            System.out.println("开始监听，端口为：" + channelFuture.channel().localAddress());
            //获取数据
            channelFuture.channel().closeFuture().sync();
        } finally {
            eventLoopGroup.shutdownGracefully().sync();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new EchoServer(20000).start();
    }
}

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
import java.util.Date;

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        System.out.println("server 读取数据……");
        //读取客户端数据
        ByteBuf buf = (ByteBuf) msg;
        byte[] req = new byte[buf.readableBytes()];
        buf.readBytes(req);
        String body = new String(req, "UTF-8");
        System.out.println("接收客户端数据:" + body);
        //向客户端写数据
        System.out.println("server向client发送数据");
        String currentTime = new Date(System.currentTimeMillis()).toString();
        ByteBuf resp = Unpooled.copiedBuffer(currentTime.getBytes());
        ctx.write(resp);
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        System.out.println("server 读取数据完毕..");
        ctx.flush();//刷新后才将数据发出到SocketChannel
    }

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause)
            throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

客户端调用服务端运行结果：

客户端：
客户端连接服务器，开始发送数据……
client 读取server数据..
服务端数据为 :Wed Jun 13 09:54:20 CST 2018

服务端：
开始监听，端口为：/127.0.0.1:20000
server 读取数据……
接收客户端数据:QUERY TIME ORDER
server向client发送数据
server 读取数据完毕..