Netty

Netty 项目致力于提供一个异步事件驱动的网络应用框架和工具,用于快速开发可维护的高性能和高可伸缩性协议服务器和客户端。

什么是 Netty

Netty 是 jboss 提供的一个 Java 开源框架,Netty 提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具,用以快速开发高性能、高可用性的网络服务器和客户端程序。也就是说 Netty 是一个基于 NIO 的编程框架,使用 Netty 可以快速的开发出一个网络应用。

由于 Java 自带的 NIO API 使用起来非常复杂,并且还可能出现 Epoll Bug,这使得我们使用原生的 NIO 来进行网络编程存在很大的难度且非常耗时。但是 Netty 良好的设计可以使开发人员快速高效的进行网络应用开发。

Netty 的功能特性和架构思想

Netty 的核心是支持零拷贝的 ByteBuf 缓冲对象、通用通信 API 和可扩展的事件模型;

它支持多种传输服务并且支持HTTP、Protobuf、二进制、文本、WebSocket 等一系列常见协议,也支持自定义协议。

Netty 的模型是基于 Reactor 多线程模型,其中 MainReactor 用于接收客户端请求并转发给SubReactor。SubReactor负责通道的读写请求,非 IO 请求(具体逻辑处理)的任务则会直接写入队列,等待 worker threads 进行处理。

Netty 的核心概念

  • bootstrap、serverBootstrap:bootstrap的意思是引导,其主要作用是配置整个netty程序,将各个组件整合起来。serverBootstrap是服务器端的引导类。bootstrap用于连接远程主机它有一个EventLoopGroup ;serverBootstrap用于监听本地端口有两个EventLoopGroup。
  • eventLoop:eventLoop维护了一个线程和任务队列,支持异步提交执行任务。
  • eventLoopGroup:eventLoopGroup 主要是管理eventLoop的生命周期,可以将其看作是一个线程池,其内部维护了一组eventLoop,每个eventLoop对应处理多个Channel,而一个Channel只能对应一个eventLoop。
  • channelPipeLine:是一个包含channelHandler的list,用来设置channelHandler的执行顺序。
  • Channel:Channel代表一个实体(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IO操作的程序组件)的开放链接,如读操作和写操作。
  • Futrue、ChannelFuture :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。netty的每一个出站操作都会返回一个ChannelFuture。future上面可以注册一个监听器,当对应的事件发生后会出发该监听器。
  • ChannelInitializer:它是一个特殊的ChannelInboundHandler,当channel注册到eventLoop上面时,对channel进行初始化
  • ChannelHandler:用来处理业务逻辑的代码,ChannelHandler是一个父接口,ChannelnboundHandler和ChannelOutboundHandler都继承了该接口,它们分别用来处理入站和出站。
  • ChannelHandlerContext:允许与其关联的ChannelHandler与它相关联的ChannlePipeline和其它ChannelHandler来进行交互。它可以通知相同ChannelPipeline中的下一个ChannelHandler,也可以对其所属的ChannelPipeline进行动态修改。