初入netty的概念及结构体系

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2023-07-17 18:24:09 81浏览

初入netty的概念及结构体系，netty的概念及结构体系最近在netty的相关知识，跟此跟大家分享下学习成果在学习netty之前，我们需要先了解下java的网络编程一、Java

netty的概念及结构体系

最近在netty的相关知识，跟此跟大家分享下学习成果

在学习netty之前，我们需要先了解下java的网络编程

一、Java网络编程

在早期的Java API中只支持由本地系统套接字库提供的所谓的阻塞函数

package com.liwai.game;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int portNumber = 8081;
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(portNumber);
        Socket clientSocket = serverSocket.accept();
        BufferedReader in = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
        PrintWriter out =
                new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
        String request, response;

        while ((request = in.readLine()) != null) {
            if ("Done".equals(request)) {
                break;
            }
            response = processRequest(request);
            out.println(response);
        }

    }

    public MyTest() throws IOException {
    }
}

这段代码片段将只能同时处理一个连接，要管理多个并发客户端，需要为每个新的客户端Socket 创建一个新的Thread

初入netty的概念及结构体系_Java

这种传统阻塞I/O的系统，要管理多个并发客户端，需要为每个新的客户端Socket 创建一个新的Thread ，一个请求对应一个线程这种模式,一旦有高并发的大量请求,就会有如下问题：

1、在任何时候都可能有大量的线程处于休眠状态，只是等待输入或者输出数据就绪，造成资源浪费。

2、需要为每个线程的调用栈都分配内存，其默认值大小区间为64 KB到1 MB，具体取决于操作系统。

3、如果网络I/O堵塞或者有网络抖动或者网络故障等,线程的阻塞时间可能很长。整个系统也变的不可靠。

1.1　Java NIO

NIO最开始是新的输入/输出（New Input/Output）的英文缩写**，**NIO代表非阻塞I/O（Non-blocking I/O），而阻塞I/O（blocking I/O）是旧的输入/输出（old input/output，OIO）

初入netty的概念及结构体系_java_02

与阻塞I/O模型相比，这种模型提供了更好的资源管理：

1.使用较少的线程便可以处理许多连接，因此也减少了内存管理和上下文切换所带来开销；

2.当没有I/O操作需要处理的时候，线程也可以被用于其他任务。

二、Netty的核心组件

Netty的主要构件块：

Channel ；
回调；
Future ；
事件和ChannelHandler 。

1.Channel

Channel是Java NIO的一个基本构造。

它代表一个到实体（如一个硬件设备、一个文件、一个网络套接字或者一个能够执行一个或者多个不同的I/O操作的程序组件）的开放连接，如读操作和写操作

目前，可以把Channel 看作是传入（入站）或者传出（出站）数据的载体。因此，它可以被打开或者被关闭，连接或者断开连接。

2.回调

一个回调其实就是一个方法，一个指向已经被提供给另外一个方法的方法的引用。这使得后者可以在适当的时候调用前者。回调在广泛的编程场景中都有应用，而且也是在操作完成后通知相关方最常见的方式之一。

如：

当一个新的连接已经被建立时，ChannelHandler的channelActive() 回调方法将会被调用，并将打印出一条信息。

3.　Future

Future 提供了另一种在操作完成时通知应用程序的方式。这个对象可以看作是一个异步操作的结果的占位符；它将在未来的某个时刻完成，并提供对其结果的访问。

JDK预置的Future，只允许手动检查对应的操作是否已经完成，或者一直阻塞直到它完成。这是非常繁琐的，所以Netty提供了它自己的实现——ChannelFuture ，用于在执行异步操作的时候使用。

ChannelFuture 提供了几种额外的方法，这些方法使得我们能够注册一个或者多个ChannelFutureListener 实例。监听器的回调方法operationComplete() ，将会在对应的操作完成时被调用。然后监听器可以判断该操作是成功地完成了还是出错了。如果是后者，我们可以检索产生的Throwable 。简而言之，由ChannelFutureListener 提供的通知机制消除了手动检查对应的操作是否完成的必要。

每个Netty的出站I/O操作都将返回一个ChannelFuture；也就是说，它们都不会阻塞。正如我们前面所提到过的一样，Netty完全是异步和事件驱动的。

package com.liwai.game;

import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;

import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.charset.Charset;

/**
 * @author syp
 */
public class MyTest {
    public MyTest() {
        Channel channel = null;
        // Does not block
        ChannelFuture future = channel.connect(new InetSocketAddress("192.168.0.1", 25));
        future.addListener((ChannelFutureListener) future1 -> {
            if (future1.isSuccess()) {
                ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer(
                        "Hello", Charset.defaultCharset());
                ChannelFuture wf = future1.channel()
                        .writeAndFlush(buffer);
            } else {
                Throwable cause = future1.cause();
                cause.printStackTrace();
            }
        });
    }
}

上述代码展示了一个ChannelFuture 作为一个I/O操作的一部分返回的例子。这里，connect() 方法将会直接返回，而不会阻塞，该调用将会在后台完成。因为线程不用阻塞以等待对应的操作完成，所以它可以同时做其他的工作，从而更加有效地利用资源。

事实上，回调和Future 是相互补充的机制；它们相互结合，构成了Netty本身的关键构件块之一。