Netty入门一：服务端应用搭建 & 启动过程源码分析

最近周末也没啥事就学学Netty，同时打算写一些博客记录一下（写的过程理解更加深刻了）

本文主要从三个方法来呈现：Netty核心组件简介、Netty服务端创建、Netty启动过程源码分析

如果你对Netty有一定的了解， 那阅读起来应该会比较愉快

Netty核心组件简介 ByteBuf

缓冲区ByteBuf是对JDK NIO类库中ByteBuffer的增强

缓冲区直接连接通道两端（ 通过通道发送数据时需要先转换为ByteBuf对象， 从通道直接获取的也是ByteBuf对象）

Channel和Unsafe

Channel聚合一组网络I/O操作 --- 读、写、客户端发起连接、关闭连接、链路关闭等

UnSafe接口辅助Channel实现I/O操作（不应有用户代码直接调用）

ChannelPipeline和ChannelHandler

ChannelHandler：负责处理I/O事件，每个ChannelHanlder对需要关注的I/O事件实现自己的处理逻辑，一般职责较单一，如解码Handler只做解码操作。

ChannelPipeline：一个ChannelPipeline由多个按一定顺序排列的ChannelHandler组成， I/O事件在pipeline中流动（入站事件从头到尾、出站事件从尾到头），每个handler会对事件进行处理。

NioEventLoop和NioEventLoopGroup

NioEventLoop: 事件循环（Reactor线程），负责监听多个通道的就绪状态，当通道就绪时产生相应的入站事件

NioEventLoopGroup：事件循环池（Reactor线程池），当新的通道被创建时，NioEventLoopGroup会为其分配一个事件循环，后续该通道的所有I/O操作都在该事件循环进行。

Future和Promise

这两个类是Netty对异步的支持，Promise用于设置异步操作结果（写），Future用于获取异步操作结果（读）。

Netty服务端创建

我们从搭建一个简单的服务端程序开始

下面是一个获取当前日期和时间的服务端程序：当客户端输入行为"today"时返回当天日期 "2020-12-11"，输入行为"time"时返回当前时间 "03:11:11"。

public static void main(String[] args) { //1.线程池配置 ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); NioEventLoopGroup parentGroup = new NioEventLoopGroup(1); NioEventLoopGroup childGroup = new NioEventLoopGroup(4); bootstrap.group(parentGroup, childGroup); //2.服务端Channel配置 bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class); bootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024); //3.子Channel配置 bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() { @Override protected void initChannel(SocketChannel channel) throws Exception { //解码器 channel.pipeline().addLast(new LineBasedFrameDecoder(1024)); channel.pipeline().addLast(new StringDecoder(StandardCharsets.UTF_8)); //业务handler channel.pipeline().addLast(new BusinessHandler()); //编码器 channel.pipeline().addLast(new StringEncoder(StandardCharsets.UTF_8)); } }); try { ChannelFuture future = bootstrap.bind(7001).syncUninterruptibly(); future.channel().closeFuture().sync(); } catch (Exception e) { //todo }finally { parentGroup.shutdownGracefully(); childGroup.shutdownGracefully(); } } static class BusinessHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { String s = (String) msg; String ret = ""; if ("today".equals(s)) { ret = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date()); } else if ("time".equals(s)) { ret = new SimpleDateFormat("hh:mm:ss").format(new Date()); } ret += "\r\n"; ctx.channel().writeAndFlush(ret); } }

整个应用搭建的过程很简单，归纳起来有四步

1.Reactor线程池配置

2.服务端Channel配置

3.子Channel配置（通过服务端通道创建的子通道）

4.绑定本地端口并启动服务

Reactor线程池配置

我们新建两个Reactor线程池parentGroup和childGroup

parentGroup是服务端通道使用，用于接受新的客户端连接（accept）

childGroup用于处理所有服务端通道创建子通道的网络I/O请求

ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); NioEventLoopGroup parentGroup = new NioEventLoopGroup(1); NioEventLoopGroup childGroup = new NioEventLoopGroup(4); bootstrap.group(parentGroup, childGroup); 服务端Channel配置

服务端Channel配置主要涉及：Channel类型、ChanelOption、AttributeKey（handler一般不用配置）

Channel类型配置

Channel的类型我们选用 NioServerSocketChannel -- 底层使用的是JDK NIO的 ServerSocketChannel.

bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class);

设置ChannelOption 和 AttributeKey

ChildOption：TCP选项, 如接受缓冲区大小（SO_RCVBUF）、发送缓冲区大小（SO_SNDBUF）、内核TCP连接队列大小（SO_BACKLOG）等

AttributeKey：附在Channel上的对象， 可以在多个ChannelHandler之间进行数据共享

bootstrap.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024); bootstrap.attr(AttributeKey.newInstance("TEST"), new Object());

备注：ChannelHandler 用于处理I/O事件，是通道所必须的。因为Netty提供了初始化客户端连接的handler（ServerBootstrapAcceptor），所以对于服务端Channel我们可以不用设置

Channel配置

Channel配置主要涉及：ChanelOption和AttributeKey、ChannelHandler

设置ChannelOption 和 AttributeKey

针对每个Channel可以配置ChannelOption和AttributeKey，同服务端通道配置一样。

ChannelHandler配置