本文介绍如何使用Netty4创建服务器和客户端进行通信。主要内容包括搭建开发环境、编写服务器及客户端代码、处理异常等，适合Netty初学者。
本章介绍
- 获取Netty4最新版本
- 设置运行环境来构建和运行netty程序
- 创建一个基于Netty的服务器和客户端
- 拦截和处理异常
- 编写和运行Netty服务器和客户端
2.1 设置开发环境
设置开发环境的步骤如下：
- 安装JDK7，下载地址http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/archive-139210.html
- 下载netty包，下载地址http://netty.io/
- 安装Eclipse
2.2 Netty客户端和服务器概述
本节将引导你构建一个完整的Netty服务器和客户端。一般情况下，你可能只关心编写服务器，如一个http服务器的客户端是浏览器。然后在这个例子中，你若同时实现了服务器和客户端，你将会对他们的原理更加清晰。
一个Netty程序的工作图如下
- 客户端连接到服务器
- 建立连接后，发送或接收数据
- 服务器处理所有的客户端连接
从上图中可以看出，服务器会写数据到客户端并且处理多个客户端的并发连接。从理论上来说，限制程序性能的因素只有系统资源和JVM。为了方便理解，这里举了个生活例子，在山谷或高山上大声喊，你会听见回声，回声是山返回的；在这个例子中，你是客户端，山是服务器。喊的行为就类似于一个Netty客户端将数据发送到服务器，听到回声就类似于服务器将相同的数据返回给你，你离开山谷就断开了连接，但是你可以返回进行重连服务器并且可以发送更多的数据。
接下来的几节将带着你完成基于Netty的客户端和服务器的应答程序。
2.3 编写一个应答服务器
写一个Netty服务器主要由两部分组成：
- 配置服务器功能，如线程、端口
- 实现服务器处理程序，它包含业务逻辑，决定当有一个请求连接或接收数据时该做什么
2.3.1 启动服务器
通过创建ServerBootstrap对象来启动服务器，然后配置这个对象的相关选项，如端口、线程模式、事件循环，并且添加逻辑处理程序用来处理业务逻辑(下面是个简单的应答服务器例子)
package netty.example;
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;
import io.netty.channel.Channel;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;
public class EchoServer {
private final int port;
public EchoServer(int port) {
this.port = port;
}
public void start() throws Exception {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
//create ServerBootstrap instance
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
//Specifies NIO transport, local socket address
//Adds handler to channel pipeline
b.group(group).channel(NioServerSocketChannel.class).localAddress(port)
.childHandler(new ChannelInitializer<Channel>() {
@Override
protected void initChannel(Channel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new EchoServerHandler());
}
});
//Binds server, waits for server to close, and releases resources
ChannelFuture f = b.bind().sync();
System.out.println(EchoServer.class.getName() + "started and listen on " + f.channel().localAddress());
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new EchoServer(65535).start();
}
}
接下来，调用childHandler放来指定连接后调用的ChannelHandler，这个方法传ChannelInitializer类型的参数，ChannelInitializer是个抽象类，所以需要实现initChannel方法，这个方法就是用来设置ChannelHandler。
最后绑定服务器等待直到绑定完成，调用sync()方法会阻塞直到服务器完成绑定，然后服务器等待通道关闭，因为使用sync()，所以关闭操作也会被阻塞。现在你可以关闭EventLoopGroup和释放所有资源，包括创建的线程。
这个例子中使用NIO，因为它是目前最常用的传输方式，你可能会使用NIO很长时间，但是你可以选择不同的传输实现。例如，这个例子使用OIO方式传输，你需要指定OioServerSocketChannel。Netty框架中实现了多重传输方式，将再后面讲述。
本小节重点内容：
- 创建ServerBootstrap实例来引导绑定和启动服务器
- 创建NioEventLoopGroup对象来处理事件，如接受新连接、接收数据、写数据等等
- 指定InetSocketAddress，服务器监听此端口
- 设置childHandler执行所有的连接请求
- 都设置完毕了，最后调用ServerBootstrap.bind() 方法来绑定服务器
2.3.2 实现服务器业务逻辑
Netty使用futures和回调概念，它的设计允许你处理不同的事件类型，更详细的介绍将再后面章节讲述，但是我们可以接收数据。你的channel handler必须继承ChannelInboundHandlerAdapter并且重写channelRead方法，这个方法在任何时候都会被调用来接收数据，在这个例子中接收的是字节。下面是handler的实现，其实现的功能是将客户端发给服务器的数据返回给客户端：
package netty.example;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelFutureListener;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.ChannelInboundHandlerAdapter;
public class EchoServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {
@Override
public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
System.out.println("Server received: " + msg);
ctx.write(msg);
}
@Override
public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.writeAndFlush(Unpooled.EMPTY_BUFFER).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
2.3.3 捕获异常
重写ChannelHandler的exceptionCaught方法可以捕获服务器的异常，比如客户端连接服务器后强制关闭，服务器会抛出"客户端主机强制关闭错误"，通过重写exceptionCaught方法就可以处理异常，比如发生异常后关闭ChannelHandlerContext。
2.4 编写应答程序的客户端
服务器写好了，现在来写一个客户端连接服务器。应答程序的客户端包括以下几步：
- 连接服务器
- 写数据到服务器
- 等待接受服务器返回相同的数据
- 关闭连接
2.4.1 引导客户端
引导客户端启动和引导服务器很类似，客户端需同时指定host和port来告诉客户端连接哪个服务器。看下面代码：
package netty.example;
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.channel.ChannelFuture;
import io.netty.channel.ChannelInitializer;
import io.netty.channel.EventLoopGroup;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.SocketChannel;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;
import io.netty.example.echo.EchoClientHandler;
import java.net.InetSocketAddress;
public class EchoClient {
private final String host;
private final int port;
public EchoClient(String host, int port) {
this.host = host;
this.port = port;
}
public void start() throws Exception {
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).remoteAddress(new InetSocketAddress(host, port))
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new EchoClientHandler());
}
});
ChannelFuture f = b.connect().sync();
f.channel().closeFuture().sync();
} finally {
group.shutdownGracefully().sync();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
new EchoClient("localhost", 20000).start();
}
}
- 创建Bootstrap对象用来引导启动客户端
- 创建EventLoopGroup对象并设置到Bootstrap中，EventLoopGroup可以理解为是一个线程池，这个线程池用来处理连接、接受数据、发送数据
- 创建InetSocketAddress并设置到Bootstrap中，InetSocketAddress是指定连接的服务器地址
- 添加一个ChannelHandler，客户端成功连接服务器后就会被执行
- 调用Bootstrap.connect()来连接服务器
- 最后关闭EventLoopGroup来释放资源
2.4.2 实现客户端的业务逻辑
客户端的业务逻辑的实现依然很简单，更复杂的用法将在后面章节详细介绍。和编写服务器的ChannelHandler一样，在这里将自定义一个继承SimpleChannelInboundHandler的ChannelHandler来处理业务；通过重写父类的三个方法来处理感兴趣的事件：
- channelActive()：客户端连接服务器后被调用
- channelRead0()：从服务器接收到数据后调用
- exceptionCaught()：发生异常时被调用
package netty.example;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.ByteBufUtil;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;
import io.netty.channel.SimpleChannelInboundHandler;
import io.netty.util.CharsetUtil;
public class EchoClientHandler extends SimpleChannelInboundHandler<ByteBuf> {
@Override
public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {
ctx.write(Unpooled.copiedBuffer("Netty rocks!",CharsetUtil.UTF_8));
}
@Override
protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, ByteBuf msg) throws Exception {
System.out.println("Client received: " + ByteBufUtil.hexDump(msg.readBytes(msg.readableBytes())));
}
@Override
public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
cause.printStackTrace();
ctx.close();
}
}
为什么在服务器中不使用SimpleChannelInboundHandler呢？因为服务器要返回相同的消息给客户端，在服务器执行完成写操作之前不能释放调用读取到的消息，因为写操作是异步的，一旦写操作完成后，Netty中会自动释放消息。
客户端的编写完了，下面让我们来测试一下
2.5 编译和运行echo(应答)程序客户端和服务器
注意，netty4需要jdk1.7+。
本人测试，可以正常运行。
2.6 总结
本章介绍了如何编写一个简单的基于Netty的服务器和客户端并进行通信发送数据。介绍了如何创建服务器和客户端以及Netty的异常处理机制。
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