netty核心组件

最新推荐文章于 2024-09-02 23:59:08 发布

原创最新推荐文章于 2024-09-02 23:59:08 发布 · 177 阅读

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本文深入解析Netty框架中的核心组件，包括Bootstrap与ServerBootstrap的职责与使用场景，Channel的高级功能及其实现机制，EventLoop与EventLoopGroup的线程模型，以及ChannelHandler与ChannelPipeline的工作流程。通过理解这些组件，读者可以更好地掌握Netty的网络编程技巧。

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Bootstrap & ServerBootstrap

这 2 个类都继承了AbstractBootstrap，因此它们有很多相同的方法和职责。它们都是启动器，能够帮助 Netty 使用者更加方便地组装和配置 Netty ，也可以更方便地启动 Netty 应用程序。可以通过它来连接到一个主机和端口上，也可以通过它来绑定到一个本地的端口上。

Bootstrap 用于启动一个 Netty TCP 客户端，或者 UDP 的一端。

通常使用 connet(…) 方法连接到远程的主机和端口，作为一个 Netty TCP 客户端。
也可以通过 bind(…) 方法绑定本地的一个端口，作为 UDP 的一端。
仅仅需要使用一个 EventLoopGroup

ServerBootstrap 往往是用于启动一个 Netty 服务端。

通常使用 bind(…) 方法绑定本地的端口上，然后等待客户端的连接。
使用两个 EventLoopGroup 对象( 当然这个对象可以引用同一个对象 )：第一个用于处理它本地 Socket 连接的 IO 事件处理，而第二个责负责处理远程客户端的 IO 事件处理。

Channel

Channel 是 Netty 网络操作抽象类，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind、connect、read、write 之外，还包括了 Netty 框架相关的一些功能，如获取该 Channel 的 EventLoop 。

相比于传统网络socket连接，Netty 的 Channel 则提供的一系列的 API ，它大大降低了直接与 Socket 进行操作的复杂性，优势如下：

在 Channel 接口层，采用 Facade 模式进行统一封装，将网络 I/O 操作、网络 I/O 相关联的其他操作封装起来，统一对外提供。
Channel 接口的定义尽量大而全，为 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 提供统一的视图，由不同子类实现不同的功能，公共功能在抽象父类中实现，最大程度地实现功能和接口的重用。
具体实现采用聚合而非包含的方式，将相关的功能类聚合在 Channel 中，由 Channel 统一负责和调度，功能实现更加灵活。

EventLoop && EventLoopGroup

Netty 基于事件驱动模型，使用不同的事件来通知我们状态的改变或者操作状态的改变。它定义了在整个连接的生命周期里当有事件发生的时候处理的核心抽象，EventLoop 负责处理注册到其上的 Channel 处理 I/O 操作、事件。

EventLoopGroup 是一个 EventLoop 的分组，它可以获取到一个或者多个 EventLoop 对象。

一个 EventLoopGroup 包含一个或多个 EventLoop ，即 EventLoopGroup : EventLoop = 1 : n 。
一个 EventLoop 在它的生命周期内，只能与一个 Thread 绑定，即 EventLoop : Thread = 1 : 1 ，所有有 EventLoop 处理的 I/O 事件都将在它专有的 Thread 上被处理，从而保证线程安全，即 Thread : EventLoop = 1 : 1。
一个 Channel 在它的生命周期内只能注册到一个 EventLoop 上，即 Channel : EventLoop = n : 1 。

ChannelHandler

ChannelHandler ，连接通道处理器，我们使用 Netty 中最常用的组件。ChannelHandler 主要用来处理各种事件，这里的事件很广泛，比如可以是连接、数据接收、异常、数据转换等。

ChannelHandler 有两个核心子类 ChannelInboundHandler 和 ChannelOutboundHandler，其中 ChannelInboundHandler 用于接收、处理入站( Inbound )的数据和事件，而 ChannelOutboundHandler 则相反，用于接收、处理出站( Outbound )的数据和事件，均包含一系列decoder，对字节流进行处理

ChannelPipeline

ChannelPipeline 为 ChannelHandler 的链，提供了一个容器并定义了用于沿着链传播入站和出站事件流的 API 。

当一个数据流进入 ChannelPipeline 时，它会从 ChannelPipeline 头部开始，传给第一个 ChannelInboundHandler 。当第一个处理完后再传给下一个，一直传递到管道的尾部。
与之相对应的是，当数据被写出时，它会从管道的尾部开始，先经过管道尾部的“最后”一个ChannelOutboundHandler ，当它处理完成后会传递给前一个 ChannelOutboundHandler 。