概述
流經網路的資料總是具有相同的型別：位元組，這些位元組如何傳輸主要取決於我們所說的網路傳輸。使用者並不關心傳輸的細節，只在乎位元組是否被可靠地傳送和接收
如果使用 Java 網路程式設計，你會發現，某些時候當你需要支援高併發連線，隨後你嘗試將阻塞傳輸切換為非阻塞傳輸，那麼你會因為這兩種 API 的截然不同而遇到問題。Netty 提供了一個通用的 API，這使得轉換更加簡單。
傳統的傳輸方式
這裡介紹僅使用 JDK API 來實現應用程式的阻塞（OIO）和非阻塞版本（NIO）
阻塞網路程式設計如下：
public class PlainOioServer {
public void server(int port) throws IOException {
// 將伺服器繫結到指定埠
final ServerSocket socket = new ServerSocket(port);
try {
while (true) {
// 接收連線
final Socket clientSocket = socket.accept();
System.out.println("Accepted connection from " + clientSocket);
// 建立一個新的執行緒來處理連線
new Thread(() -> {
OutputStream out;
try {
out = clientSocket.getOutputStream();
// 將訊息寫給已連線的客戶端
out.write("Hi\r\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
out.flush();
// 關閉連線x
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
clientSocket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}).start();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
這段程式碼可以處理中等數量的併發客戶端，但隨著併發連線的增多，你決定改用非同步網路程式設計，但非同步的 API 是完全不同的
非阻塞版本如下：
public class PlainNioServer {
public void server(int port) throws IOException {
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.configureBlocking(false);
ServerSocket ssocket = serverChannel.socket();
InetSocketAddress address = new InetSocketAddress(port);
// 將伺服器繫結到選定的埠
ssocket.bind(address);
// 開啟 Selector 來處理 Channel
Selector selector = Selector.open();
// 將 ServerSocket 註冊到 Selector 以接受連線
serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
final ByteBuffer msg = ByteBuffer.wrap("Hi\r\n".getBytes());
while (true) {
try {
// 等待需要處理的新事件，阻塞將一直持續到下一個傳入事件
selector.select();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
break;
}
Set<SelectionKey> readKeys = selector.selectedKeys();
Iterator<SelectionKey> iterator = readKeys.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
try {
// 檢查事件是否是一個新的已經就緒可以被接受的連線
if (key.isAcceptable()) {
ServerSocketChannel server = (ServerSocketChannel) key.channel();
SocketChannel client = server.accept();
client.configureBlocking(false);
// 接受客戶端，並將它註冊到選擇器
client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE | SelectionKey.OP_READ, msg.duplicate());
System.out.println("Accepted connection from " + client);
}
// 檢查套接字是否已經準備好寫資料
if (key.isWritable()) {
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel();
ByteBuffer buffer = (ByteBuffer) key.attachment();
while (buffer.hasRemaining()) {
// 將資料寫到已連線的客戶端
if (client.write(buffer) == 0) {
break;
}
}
client.close();
}
} catch (IOException exception) {
key.cancel();
try {
key.channel().close();
} catch (IOException cex) {
cex.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
可以看到，阻塞和非阻塞的程式碼是截然不同的。如果為了實現非阻塞而完全重寫程式，無疑十分困難
基於 Netty 的傳輸
使用 Netty 的阻塞網路處理如下：
public class NettyOioServer {
public void server(int port) throws Exception {
final ByteBuf buf = Unpooled.unreleasableBuffer(
Unpooled.copiedBuffer("Hi\n\r", StandardCharsets.UTF_8));
EventLoopGroup group = new OioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(group)
// 使用阻塞模式
.channel(OioServerSocketChannel.class)
.localAddress(new InetSocketAddress(port))
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(
new SimpleChannelInboundHandler<>() {
@Override
protected void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
ctx.writeAndFlush(buf.duplicate())
.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
}
});
}
});
ChannelFuture f = b.bind().sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
}
而非阻塞版本和阻塞版本幾乎一模一樣，只需要改動兩處地方
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
b.group(group).channel(NioServerSocketChannel.class);
傳輸 API
傳輸 API 的核心是 interface Channel，它被用於所有的 IO 操作。每個 Channel 都將被分配一個 ChannelPipeline 和 ChannelConfig，ChannelConfig 包含了該 Channel 的所有配置設定，ChannelPipeline 持有所有將應用於入站和出站資料以及事件的 ChannelHandler 例項
除了訪問所分配的 ChannelPipeline 和 ChannelConfig 之外，也可以利用 Channel 的其他方法
| 方法名 | 描述 |
|---|---|
| eventLoop | 返回分配給 Channel 的 EventLoop |
| pipeline | 返回分配給 Channel 的 ChannelPipeline |
| isActive | 如果 Channel 活動的，返回 true |
| localAddress | 返回本地的 SocketAddress |
| remoteAddress | 返回遠端的 SocketAddress |
| write | 將資料寫到遠端節點 |
| flush | 將之前已寫的資料沖刷到底層傳輸 |
| writeAndFlush | 等同於呼叫 write() 並接著呼叫 flush() |
內建的傳輸
Netty 內建了一些可開箱即用的傳輸，但它們所支援的協議不盡相同，因此你必須選擇一個和你的應用程式所使用協議相容的傳輸
| 名稱 | 包 | 描述 |
|---|---|---|
| NIO | io.netty.channel.socket.nio | 使用 java.nio.channels 包作為基礎 |
| Epoll | io.netty.channel.epoll | 由 JNI 驅動的 epoll() 和非阻塞 IO，可支援只有在 Linux 上可用的多種特性，比 NIO 傳輸更快，且完全非阻塞 |
| OIO | io.netty.channel.socket.oio | 使用 java.net 包作為基礎 |
| Local | io.netty.channel.local | 可以在 VM 內部通過管道進行通訊的本地傳輸 |
| Embedded | io.netty.channel.embedded | Embedded 傳輸，允許使用 ChannelHandler 而不需要一個真正的基於網路的傳輸，主要用於測試 |