netty中的设计模式

设计模式在 Netty 中的应用

单例模式源码举例

单例模式要点回顾:

1、一个类在任何情况下只有一个对象,并提供一个全局访问点。

2、可延迟创建。

3、避免线程安全问题

案例分析

@Sharable 
public final class MqttEncoder extends MessageToMessageEncoder<MqttMessage> { 
    public static final MqttEncoder INSTANCE = new MqttEncoder(); 
    private MqttEncoder() { }
    protected void encode(ChannelHandlerContext ctx, MqttMessage msg, List<Object> out) throws Exception { 
    out.add(doEncode(ctx.alloc(), msg)); 
    }... 
}

策略模式源码举例

策略模式要点回顾:

1、封装一系列可相互替换的算法家族。

2、动态选择某一个策略。

案例分析:

public final class DefaultEventExecutorChooserFactory implements EventExecutorChooserFactory { 
    public static final DefaultEventExecutorChooserFactory INSTANCE = new        DefaultEventExecutorChooserFactory(); 
    private DefaultEventExecutorChooserFactory() { 
    }
    public EventExecutorChooser newChooser(EventExecutor[] executors) { 
        return (EventExecutorChooser)(isPowerOfTwo(executors.length)?new 
        DefaultEventExecutorChooserFactory.PowerOfTowEventExecutorChooser(executors):new 
        DefaultEventExecutorChooserFactory.GenericEventExecutorChooser(executors)); 
    }
​
    private static boolean isPowerOfTwo(int val) { 
        return (val & -val) == val; 
    }
... 
}

装饰者模式源码举例

装饰者模式要点回顾:

1、装饰者和被装饰者实现同一个接口。

2、装饰者通常继承被装饰者,同宗同源。

3、动态修改、重载被装饰者的方法

WrappedByteBuf :

class WrappedByteBuf extends ByteBuf { 
    protected final ByteBuf buf; 
    protected WrappedByteBuf(ByteBuf buf) { 
        if(buf == null) { 
            throw new NullPointerException("buf"); 
        } else { 
            this.buf = buf; 
        } 
    }
... 
}

UnreleasableByteBuf :

final class UnreleasableByteBuf extends WrappedByteBuf { 
    private SwappedByteBuf swappedBuf; 
    UnreleasableByteBuf(ByteBuf buf) { super(buf); }
    ...
    public boolean release() { return false; }
    public boolean release(int decrement) { return false;}
}

SimpleakAwareByteBuf:

final class SimpleLeakAwareByteBuf extends WrappedByteBuf { 
    private final ResourceLeak leak; 
    SimpleLeakAwareByteBuf(ByteBuf buf, ResourceLeak leak) { 
        super(buf); 
        this.leak = leak; 
    }
    ... 
    public boolean release() { 
        boolean deallocated = super.release(); 
        if(deallocated) { 
            this.leak.close(); 
        }
        return deallocated; 
    }
    public boolean release(int decrement) { 
        boolean deallocated = super.release(decrement); 
        if(deallocated) { 
            this.leak.close(); 
        }
        return deallocated; 
    } 
}

观察者模式源码举例

观察者模式要点回顾:

1、两个角色:观察者和被观察者。

2、观察者订阅消息,被观察者发布消息。

3、订阅则能收到消息,取消订阅则收不到。

channel.writeAndFlush()方法:

AbstractChannel:

public abstract class AbstractChannel extends DefaultAttributeMap implements Channel {      ... 
    public ChannelFuture writeAndFlush(Object msg) { 
        return  this.pipeline.writeAndFlush(msg); 
    }
                                                                                            public ChannelFuture writeAndFlush(Object msg, ChannelPromise promise) {                     return this.pipeline.writeAndFlush(msg, promise);                                     }

迭代器模式源码举例

迭代器模式要点回顾:

\1. 实现迭代器接口

\2. 实现对容器中的各个对象逐个访问的方法。

public class CompositeByteBuf extends AbstractReferenceCountedByteBuf implements Iterable<ByteBuf> { 
    protected byte _getByte(int index) { 
        CompositeByteBuf.Component c = this.findComponent(index); 
        return c.buf.getByte(index - c.offset); 
    }
    ... 
}

责任链模式源码举例

责任链:是指多个对象都有机会处理同一个请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。然后,将这些对 象连成一条链,并且沿着这条链往下传递请求,直到有一个对象可以处理它为止。在每个对象处理过程中,每个对象 只处理它自己关心的那一部分,不相关的可以继续往下传递,直到链中的某个对象不想处理,可以将请求终止或丢弃。

责任链模式要点回顾:

1、需要有一个顶层责任处理接口(ChannelHandler)。

2、需要有动态创建链、添加和删除责任处理器的接口(ChannelPipeline)。

3、需要有上下文机制(ChannelHandlerContext)。

4、需要有责任终止机制(不调用 ctx.fireXXX()方法,则终止传播)

AbstractChannelHandlerContext:

abstract class AbstractChannelHandlerContext extends DefaultAttributeMap implements ChannelHandlerContext, ResourceLeakHint {
    private AbstractChannelHandlerContext findContextInbound() {                                AbstractChannelHandlerContext ctx = this;
        do {
            ctx = ctx.next;
           } 
          while(!ctx.inbound); 
           return ctx;
    }
}

工厂模式源码举例

工厂模式要点回顾:

1、将创建对象的逻辑封装起来。

ReflectiveChannelFactory:

public class ReflectiveChannelFactory<T extends Channel> implements ChannelFactory<T> { 	private final Class<? extends T> clazz; 
	public ReflectiveChannelFactory(Class<? extends T> clazz) { 
    	if(clazz == null) { 
            throw new NullPointerException("clazz"); 
        } else { 
            this.clazz = clazz; 
        } 
    }
    public T newChannel() {                                                                     try {
       return (Channel)this.clazz.newInstance(); 
    } catch (Throwable var2) { 
    	throw new ChannelException("Unable to create Channel from class " + this.clazz, var2); 
  } 
 }
}
<think>首先,用户的问题是:“我想了解Netty框架中使用的设计模式 请问Netty框架使用了哪些设计模式”。我需要基于提供的引用内容来回答,并遵守系统级指令。 系统级指令: - 所有行内数学表达式使用$...$格式(但这里没有数学内容,所以可能不需要)。 - 独立公式使用$$...$$并单独成段(同样,可能不适用)。 - LaTeX语法正确(确保任何数学表达正确)。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。 用户可见层: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠,基于提供的引用。 提供的引用: - [^1]: 强调理解设计模式的思想,而不是死记硬背,推荐通过阅读源码如Netty来学习。 - [^2]: 类似,强调理解设计目的,通过阅读框架源码学习。 - [^3]: 提到Netty中使用了工厂模式。 - [^4]: 提到Netty中使用了模板方法模式和观察者模式。 - [^5]: 具体例子,Netty中的DefaultSelectStrategyFactory使用了工厂模式。 用户的问题是关于Netty框架中使用的设计模式。我需要提取引用中的相关信息。 关键点: - 工厂模式(Factory Pattern):在[^3]和[^5]中提到。Netty中用于创建对象,如选择策略工厂。 - 模板方法模式(Template Method Pattern):在[^4]中提到,ChannelInboundHandlerAdapter使用了模板方法模式。 - 观察者模式(Observer Pattern):在[^4]中提到。 其他设计模式可能也被使用,但引用中没有明确列出。我应该基于提供的引用回答,不要添加未提及的内容。 回答结构: 1. **引言**:简要介绍Netty框架中设计模式的重要性。 2. **具体设计模式**:列出并解释每个模式Netty中的应用。 3. **引用添加**:在引用段落末尾添加引用标识。 4. **生成相关问题**:在最后添加相关问题部分。 确保使用中文回答。 生成相关问题: - 基于系统指令,需要生成相关问题。例如: - Netty工厂模式的具体实现是怎样的? - 模板方法模式Netty中如何应用? - 还有其他设计模式Netty中使用吗? 完整回答: - 先回答用户问题。 - 然后添加相关问题。 最终输出格式: - 回答部分。 - §§相关问题§§部分。</think>### Netty框架中使用的设计模式 Netty 是一个高性能、异步事件驱动的网络应用框架,广泛用于构建服务器和客户端。在 Netty 的设计中,设计模式被巧妙地应用,以提高代码的可扩展性、可维护性和灵活性。以下基于引用内容,总结 Netty 中主要使用的设计模式及其应用场景。设计模式的学习应注重理解其思想,而非死记硬背,通过阅读源码(如 Netty)能有效提升代码设计能力[^1][^2]。 #### 1. **工厂模式(Factory Pattern)** - **定义**:工厂模式是一种创建型设计模式,它定义一个用于创建对象的接口,但将实例化的过程延迟到子类或具体实现类中,从而隐藏对象的创建细节[^3]。 - **在 Netty 中的应用**:Netty 使用工厂模式来创建策略对象或处理器实例。例如,在事件循环组(EventLoopGroup)中,`DefaultSelectStrategyFactory` 负责创建选择策略对象(SelectStrategy)。这确保了策略的创建过程被封装,便于扩展和替换实现[^5]。 - 示例代码片段(基于引用): ```java public final class DefaultSelectStrategyFactory implements SelectStrategyFactory { public static final SelectStrategyFactory INSTANCE = new DefaultSelectStrategyFactory(); private DefaultSelectStrategyFactory() { } @Override public SelectStrategy newSelectStrategy() { return DefaultSelectStrategy.INSTANCE; // 延迟创建策略对象 } } ``` - **优势**:提高了代码的灵活性和解耦,允许在不修改客户端代码的情况下更换策略实现[^3][^5]。 #### 2. **模板方法模式(Template Method Pattern)** - **定义**:模板方法模式是一种行为型设计模式,它定义一个算法骨架,将某些步骤延迟到子类实现,从而复用公共逻辑[^4]。 - **在 Netty 中的应用**:Netty 的处理器(Handler)设计中广泛使用此模式。例如,`ChannelInboundHandlerAdapter` 类定义了一个模板方法 `channelRead`,其中包含公共逻辑(如解码),而具体处理步骤(如业务逻辑)由子类通过抽象方法 `onChannelRead` 实现[^4]。 - 示例代码片段(基于引用): ```java public abstract class ChannelInboundHandlerAdapter extends ChannelHandlerAdapter { @Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) { // 公共逻辑(如解码) onChannelRead(ctx, msg); // 调用子类实现的具体步骤 } protected abstract void onChannelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg); } ``` - **优势**:简化了处理器开发,子类只需关注特定步骤,而公共逻辑(如错误处理)在父类中统一维护[^4]。 #### 3. **观察者模式(Observer Pattern)** - **定义**:观察者模式是一种行为型设计模式,它定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖它的对象都会自动收到通知并更新[^4]。 - **在 Netty 中的应用**:Netty 的事件驱动模型核心就是观察者模式。例如,`ChannelPipeline` 中的处理器(Handler)作为观察者,监听事件(如数据到达或连接关闭)。当事件发生时,`ChannelHandlerContext` 会通知所有注册的处理器,实现异步事件处理[^4]。 - **优势**:支持高并发和事件驱动架构,处理器可以动态添加或移除,增强了框架的扩展性[^4]。 ### 总结 Netty 框架通过上述设计模式工厂模式、模板方法模式、观察者模式)实现了模块化、可扩展和高性能。这些模式的应用不仅提升了代码质量,还体现了设计模式的核心思想:解决特定问题(如对象创建、算法复用、事件通知)而非炫技[^2]。学习 Netty 源码是掌握设计模式的有效途径,建议结合实际项目或阅读 Spring、MyBatis 等框架源码加深理解[^1][^2]。
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