Netty服務端程式碼的hello world

public class EchoServer {
    private final int port;

    public EchoServer(int port) {
        this.port = port;
    }
    public static void main(String[]args)throws Exception{
        new EchoServer(8888).start();
    }
    public void start() throws Exception{
        final EchoServerHandler handler = new EchoServerHandler();
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
            b.group(group).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(new InetSocketAddress(port))
                    .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(handler);
                        }
                    });
            ChannelFuture f = b.bind().sync();
            f.channel().closeFuture().sync();
        }finally {
            group.shutdownGracefully().sync();
        }
    }
}
複製程式碼

1. 初始化EventLoopGroup

所謂的EventLoopGroup，組(group)的概念表現在它自身維護了一個陣列children,預設維護邏輯處理核數2倍的NioEventLoop執行緒,並通過chooser來方便的獲取下一個要執行的執行緒。實際處理的是NioEventLoop,它的部分類結構如下：

實質上的執行緒執行，就是啟動一個java Thread,然後從taskQuene中獲取要執行的任務，在run方法中執行。

2. 配置引導類ServerBootstrap作為工具來引導channel建立

• 初始化用於處理連線請求的group（即acceptor）和處理事件的childGroup（即client）

Hello word版程式碼中用的是同一個NioEventLoop,實際中一般各自分配

• 配置要建立channel的型別
• 置服務端監聽的埠
• 配置服務自己的訊息處理器，通過childHandler持有

3. 建立並初始化channel

在管道的最後新增ChannelInitializer的方式則會在管道註冊完成之後，往管道中 新增一個ServerBootstrapAcceptor（它是InboundHandler），它持有對childGroup（client）和childHandler的引用，而ChannelInitializer這個InboundHandler在完成它的使命之後，就會從管道中被移除， 至此完成channel的初始化。

ServerBootstrapAcceptor 最開始在客戶端建立連線的時候執行呼叫(後續讀訊息呼叫)，入口是 doReadMessages，讀到訊息之後，從Head沿著InBoundHandler到ServerBootstrapAcceptor,觸發讀事件，此時執行註冊childGroup到這個channel，也就是每次都用childGroup來處理讀到的訊息

 public final void channelRegistered(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
 //管道註冊完成之後觸發
        ChannelPipeline pipeline = ctx.pipeline(); 
        boolean success = false;
        try {
            initChannel((C) ctx.channel()); //執行註冊過程中的方法，在這裡就是往管道中新增ServerBootstrapAcceptor
            pipeline.remove(this); //刪除ChannelInitializer本身
            ctx.fireChannelRegistered(); //繼續沿著管道傳遞channel註冊完成事件
            success = true;
        } catch (Throwable t) {
            logger.warn("Failed to initialize a channel. Closing: " + ctx.channel(), t);
        } finally {
            if (pipeline.context(this) != null) {
                pipeline.remove(this);
            }
            if (!success) {
                ctx.close();
            }
        }
    }
複製程式碼

新建的NioServerSocketChannel的部分類結構如下：

對於Netty來講channel有"兩個"

• 一個是自身的channel介面，主要負責提供給使用者操作I/O的方法，比如 read、write、connect和bind,真實的資料傳輸都是通過channel介面的內部介面unsafe來實現的，unsafe本身不會暴漏給使用者使用。另外它會在內部維護一個pipeline,用來連線各個handler對資料的處理，本質上pipeline就是維護了handler之間關係的一個雙向連結串列,它會持有Netty自身的channel引用,以便在管道中能夠對IO進行操作，凡是通過 channel()方法獲取的則是Netty自身的channel

    public DefaultChannelPipeline(AbstractChannel channel) {
        if (channel == null) {
            throw new NullPointerException("channel");
        }
        this.channel = channel; //Netty自身的channel

        tail = new TailContext(this);
        head = new HeadContext(this);

        head.next = tail;
        tail.prev = head;
    }
複製程式碼

• 另一個channel,也就是AbstractNioChannel持有的ch屬性，它在NioServerSocketChannel中由jdk初始化，即ServerSocketChannel物件。Netty內部凡是通過javachannel()呼叫的獲取到的值即是jdk的channel，而unsafe本身真正意義上執行的register、bind、connect、write、read操作均通過ServerSocketChannel實現

4. 執行channel的註冊

可以看到註冊過程中實際的註冊操作經理了從channel->unsafe->ch的一個過程，實際的註冊操作就是使用jdk完成的。

5. 執行channel的繫結

能夠看到的是，繫結操作也是通過jdk來實現繫結的。另外同步阻塞住server,使之不關閉，實際上也就是隻要CloseFuture不完成，那麼server主執行緒永遠阻塞住，由剛開始分配的NioEventLoop一直在執行各自的task

從服務端的hello world版本可以得出什麼結論？

netty nio底層的註冊channel、繫結監聽埠都是通過jdk自身的nio完成的。java nio中的select和channel是怎麼使用的？

附自定義handler的程式碼

public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf in = (ByteBuf) msg;
        System.out.printf("Server get:"+in.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    }

    @Override
    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        //將目前暫存於ChannelOutboundBuffer中的訊息在下一次flush或者writeAndFlush的時候沖刷到遠端並關閉這個channel
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
    }

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

Netty客戶端程式碼的hello world怎麼寫？

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{
        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
        try{
            Bootstrap b = new Bootstrap();
            b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)//指定NIO的傳輸方式
                    .remoteAddress(new InetSocketAddress(host,port))//指定遠端地址
                    .handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {//向channel的pipeline新增handler
                        @Override
                        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
                            ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());//channelHander交給pipeline
                        }
                    });
            ChannelFuture f = b.connect().sync();//連線到遠端節點，阻塞直到連線完成
            System.out.println("wait");
            f.channel().closeFuture().sync();//阻塞直到連線關閉
            System.out.println("over");
        }finally {
            System.out.println("shutdown");
            group.shutdownGracefully().sync();//關閉執行緒池並且釋放資源
        }
    }
    public static void main(String[]args) throws Exception{
        new EchoClient("localhost",8888).start();
    }
}
複製程式碼

從程式碼本身可以看到與 server的差異化在於以下兩個部分：

1. Bootstrap：功能類似ServerBootstrap,一樣使用builder模式來構建client所需要的引數，包括要連線的遠端地址remoteAddress,以及自定義的handler
2. conncet:channel的新建和註冊與服務端差不多，只是初始化channel的時候在pipeline中新增的是自定義的handler,而服務端則是新增了一個ServerBootstrapAcceptor,然後去執行了jdk的connect

注意這裡的實際上是沒有指定本地的地址的

附自定義handler程式碼

public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
    @Override
    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
        ctx.writeAndFlush(Unpooled.copiedBuffer("Hello world",CharsetUtil.UTF_8));
    }

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

    @Override
    protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
        System.out.println("Client get:"+msg.toString(CharsetUtil.UTF_8));
    }
}

複製程式碼