Netty通信框架

Netty框架的底层是NIO，NIO：non-blocking io 非阻塞IO

一个线程可以处理多个通道，减少线程创建数量；

读写非阻塞，节约资源：没有可读／可写数据时，不会发生阻塞导致线程资源的浪费

一、NIO三大组件

1.Channel&&Buffer

channel：

读写数据的双向通道，可以从channel将数据读入到buffer，也可以将buffer中的数据写入channel

buffer：

用来暂存数据的缓冲区

常见的channel有：
FileChannel - 文件传输的数据传输通道

DatagramChannel - UDP网络编程时的数据传输通道

SocketChannel - TCP网络编程时的数据传输通道    （客户端、服务器都能用）

ServerSocketChannel - TCP网络编程时的数据传输通道（专用于服务器）

二、Netty

Netty执行流程

Netty核心组件

1.Channel 数据通道：        

数据的载体，建立客户端和服务端通信的桥梁，连接成功后保存Channel通道。

2.EventLoop 与 EventLoopGroup：

Netty为每个Channel分配一个EventLoop，EventLoop 本身只是一个线程驱动，在其生命周期内只会绑定一个线程，让该线程处理一个 Channel 的所有 IO 事件，起到在Channel中处理数据的功能

3.ServerBootstrap 与 Bootstrap：
Bootstrap 是客户端的引导类，Bootstrap 在调用 bind()（连接UDP）和 connect()（连接TCP）方法时，会新创建一个 Channel，仅创建一个单独的、没有父 Channel 的 Channel 来实现所有的网络交换。

​ServerBootstrap 是服务端的引导类，ServerBootstarp 在调用 bind() 方法时会创建一个 ServerChannel 来接受来自客户端的连接，并且该 ServerChannel 管理了多个子 Channel 用于同客户端之间的通信。

Bootstrap来设置一些连接参数

4.ChannelHandler 与 ChannelPipeline：

ChannelHandler是消息处理器，封装在了ChannelPipeline对象中

ChannelPipeline来添加一些特定的处理器满足业务需求

5.ChannelFuture：

 Netty 中所有的 I/O 操作都是异步的，即操作不会立即得到返回结果，所以Netty定义了ChannelFuture来作为操作返回结果

    public Channel connect(String host , int port , ChannelInboundHandlerAdapter  handler, MessageToMessageEncoder encoder, ByteToMessageDecoder decoder) {EventLoopGroup  group = getEventLoopGroup();bootstrap = new Bootstrap();bootstrap.group(group);bootstrap.channel(NioSocketChannel.class);bootstrap.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true);      // 立即发送数据,设置了TCP_NODELAY选项为true，它的作用是禁用了Nagle算法。这意味着数据将被立即发送，不会等待小的数据块进行合并。bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, false);    // 用于控制操作系统是否发送保持活动（keep-alive）探测报文段来检测连接是否仍然活跃bootstrap.option(ChannelOption.ALLOW_HALF_CLOSURE, false);  // 全关闭（Full Closure）：表示双方都关闭了连接，不再允许进行数据的读写操作。// 半关闭（Half Closure）：表示一端关闭了连接，但另一端仍可以发送数据。// 当设置为true时，表示允许半关闭连接，即当远程端关闭连接时，本地端仍可以继续发送数据。bootstrap.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 2000); //连接超时毫秒数bootstrap.option(ChannelOption.SO_RCVBUF, 64 * 1024); //TCP数据接收缓冲区大小bootstrap.option(ChannelOption.SO_SNDBUF, 46 * 1024); //TCP数据发送缓冲区大小// bootstrap.handler(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));channelInitializer = new ChannelInitializer<SocketChannel>() {@Overridepublic void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {ChannelPipeline channelPipeline = ch.pipeline();// channelPipeline.addLast(new LoggingHandler(LogLevel.DEBUG));channelPipeline.addLast("decoder", decoder);channelPipeline.addLast(new StringDecoder(CharsetUtil.UTF_8));channelPipeline.addLast("encoder", encoder);channelPipeline.addLast("handler", handler);}};bootstrap.handler(channelInitializer);try {ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host, port).syncUninterruptibly();if (channelFuture != null && channelFuture.isSuccess()) {logger.info("connect tcp server host = {}, port = {} success", host, port);return channelFuture.channel();} else {logger.error("connect tcp server host = {}, port = {} fail", host, port);}} catch (Exception e) {logger.error("connect to tcp server failed.", e);}return null;}

ChannelInboundHandlerAdapter、MessageToMessageEncoder和ByteToMessageDecoder分别是Netty框架中的三个重要类，用于处理网络数据的编解码和处理。

  1. ChannelInboundHandlerAdapter是Netty中用于处理入站数据的抽象类。它提供了一系列的回调方法，可根据实际需求进行重写，用于处理不同的入站事件和操作。通常情况下，我们的自定义处理器需要继承该类，并且实现自定义的业务逻辑。

  2. MessageToMessageEncoder是一个编码器，用于将一种消息类型转换为另一种消息类型。它将一个出站消息对象转换为另一个出站消息对象，例如将一个POJO对象编码为字节数据。通过继承该抽象类并重写encode()方法，我们可以实现自定义的消息编码逻辑，以满足特定的协议或需求。

  3. ByteToMessageDecoder是一个解码器，用于将字节数据解码为其他形式的数据，如将字节数据解码为POJO对象或其他自定义消息对象。它将一个入站的字节缓冲区转换为出站消息对象。通过继承该抽象类并重写decode()方法，我们可以根据实际需求实现自定义的消息解码逻辑，以满足特定的协议或需求。

这三个类在Netty中的应用通常是组合使用的，用于构建完整的网络数据处理链。具体来说，ChannelInboundHandlerAdapter用于处理入站数据的不同事件和操作，MessageToMessageEncoder用于将出站消息对象编码为其他形式的消息对象，而ByteToMessageDecoder用于将入站的字节数据解码为其他形式的消息对象。通过灵活组合和重写这些类的方法，我们可以实现定制的网络数据处理逻辑。

其中ChannelInitializer 是一个用于初始化 SocketChannel 的抽象类。它的 initChannel() 方法会在每个新连接被接受时调用，用于配置该连接的 ChannelPipeline。

在 initChannel() 方法中，我们可以通过 channelPipeline 对象来设置和添加各种处理器（handlers）到 ChannelPipeline 中，以定义数据的处理流程。

在这段代码中，通过 channelPipeline 对象按照一定的顺序添加了以下处理器：

  1. decoder：这是一个 ByteToMessageDecoder，用于将入站的字节数据解码为其他形式的消息对象。
  2. StringDecoder：这是一个 Netty 提供的内置解码器，用于将入站的字节数据解码为字符串形式的消息对象。指定编码格式为 UTF-8。
  3. encoder：这是一个 MessageToMessageEncoder，用于将出站消息对象编码为其他形式的消息对象。
  4. handler：这是一个自定义的 ChannelInboundHandlerAdapter，用于处理入站数据的不同事件和操作。

通过这样的方式，我们可以构建一个完整的数据处理流程，根据实际需求来解码、编码和处理网络消息。在 ChannelInitializer 的 initChannel() 方法中，我们可以按照需求自由添加或修改处理器，以满足特定的业务需求。

ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(host, port).syncUninterruptibly();

这段代码是使用 bootstrap 对象创建一个客户端连接，并返回一个 ChannelFuture 对象。

以下是代码的执行步骤：

  1. bootstrap.connect(host, port)：使用指定的主机和端口号，创建一个连接到目标服务器的操作，并返回一个 ChannelFuture 对象。
  2. .syncUninterruptibly()：阻塞当前线程，等待连接操作完成。syncUninterruptibly() 方法会阻塞当前线程，直到连接操作完成或发生异常，而不会响应中断。
  3. channelFuture：连接操作完成后，返回一个 ChannelFuture 对象，可以通过该对象获取操作的结果。

通过这段代码，可以同步地创建一个客户端连接，并在连接操作完成后获取连接的 ChannelFuture 对象，以便后续的操作和处理。

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